指南針是中國古代四大發明之一。自然羅界中具有磁性的物質是天然磁石,早在戰國時期,人們就利用天然磁石製作出指向工具——司南。由於司南的指向效果並不理租隨著航海事業的興起,直接推動了磁體指向儀器的發展。
司南的樣子像一隻勺,由整塊的天然磁鐵豕磨而成,底圓,可以在平滑的「地盤」上自由旋轉,等它靜止的時候,勺柄就會指向南方。「地盤」是用青銅做的,有的是個塗漆的木盤。這種底盤內圓外方,四周刻有八幹(甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸)和十二支(子、醜、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉戌、亥),加上四維(乾、坤、巽、艮)共二十四向,用來配合司南定向。到宋代時期,我國勞動人民已會製造人工磁體,這樣就產生了更高一級的磁性指向儀器。製造人工磁體的方法之一是把鋼針放在天然磁體上摩擦,因傳磁而有了磁性。直到19世紀現代電磁鐵出現以前,差不多所有的指南針都是採用這種人工磁化法製成的據沈括《夢溪筆談》記載,北宋時有四種不同裝置的針型指南針,即水浮法、縷懸法指甲法和碗唇法。
人們把經過磁化的鋼針,穿上幾根燈草,放在一隻盛滿水的碗裡,它就能浮在水上為航海船隻指示方向,這就是水浮法。水浮法指南針漂浮於水面,能相對保持磁針的水平和穩定,比較實用。正是這種指南針,首先應用於航海事業。縷懸法是把一根磁針用單絲粘住,懸在木架上,針下則安放一個標有方位的圓盤,靜止時,鋼針就指示南北。縷懸法的指針轉動靈活,在指導方位上準確性較高,但使用時不能有風,物體不得晃動,有很多限制。
指南針在航海上的應用,又加速了指南針本身的發展。南宋時期,人們開始把磁針與分方位的裝置組成一個整體。這種儀器在近代叫羅盤,在古代則有不同的名稱,或曰地羅,或曰針盤,還有的叫子午盤、定盤、針、經盤等。1274年,吳自牧的《夢粱錄》裡面提到,舟船遇「風雨冥晦時,惟憑針盤而行」。最晚到這時，指南針已經發展成羅盤針了。但是知道明代中葉，羅盤針仍然是水浮針。