記錄地磁三要素（通常是磁偏角、水準強度和垂直強度）變化的儀器，分別稱為偏角磁變儀、水準強度磁變儀和垂直強度磁變儀。
偏角磁變儀 主要部分是一根長約1釐米的小磁鍼連同平面反射鏡一起懸掛在一根長約15釐米的石英細絲上。如石英絲的扭力足夠小，磁鍼的磁軸就與磁子午線方向一致，磁子午線方向變化，磁鍼也隨之偏轉。儀器靈敏度由反射鏡到記錄器的距離來決定。
> 水平強度磁變儀 與偏角磁變儀相似，但石英絲稍粗。磁針的磁力矩與石英絲的扭力矩相平衡，使磁軸指向與磁子午線相垂直的方向。如地磁場水平強度變化，磁針就隨之偏轉。靈敏度由石英絲的彈性模量和磁針的磁矩來決定。
垂直強度磁變儀 這種儀器的磁針是繞水平軸旋轉的。磁針上裝有高精度的刀口和平面反射鏡，刀口置於馬鞍形瑪瑙座上，又裝有配重，使重力矩和磁力矩相平衡，使磁軸指水平方向。如地磁場垂直強度有變化，磁針就繞刀口在垂直面內偏轉。靈敏度由磁針的磁矩同刀口與重心的距離來決定。
溫度補償 在水平強度或垂直強度磁變儀中，必須設法補償因溫度變化而產生的磁矩變化。補償方法有：①磁法補償，即在磁針的垂直方向上按一定要求裝一個磁棒，或者用磁矩溫度系數為零的復合磁針；②光學補償，即令投射到與磁針相連的反射鏡的光通過一個同雙金屬片相連的棱鏡；③機械補償（隻適用於垂直強度磁變儀），即在磁針上裝一個線膨脹系數適當的螺桿和配重；④扭力補償，即利用張絲扭力的溫度系數和磁矩溫度系數相反的原理進行補償。
標度值及記錄速度 上述3種磁變儀加上照相記錄系統就構成一套完整的地磁記錄儀。磁變儀的標度值通常是用一個精密的亥姆霍茲線圈產生的磁場來標定的。不同用途的磁變儀的標準值如下：
磁變儀的標準值
一般地磁記錄儀的走紙速度為20毫米每小時。（見彩圖）
記錄磁場變化的磁變儀----垂直強度磁變儀
偏角磁變儀
水平強度磁變儀