指南針是我國四大發明之一。它經過漫長的歲月，跨過了司南和指南魚兩個發展階段，最終發展成一種更加簡便、更有實用價值的指向儀器。
我國是最早將指南針用於航海的國家。南宋後，羅盤在航海中普遍使用，約12世紀末13世紀初，我國指南針由海路傳入阿拉伯，又由阿拉伯傳到歐洲。
最初的指南針古人稱它“司南”。“司南”是指南的意思。它是用天然磁石製成的。
磁石的南極磨成長柄，放在青銅製成的光滑如鏡的地盤上，再鑄上方向性的二十四向刻紋。這個磁勺在地盤上停止轉動時，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北，這就是傳統上認為的世界上最早的磁性指南儀器。
隨著社會生產力的不斷發展，科學技術的不斷進步，航海業的不斷擴大和發展，製造出一種比司南更好的指向儀器不但成為必要，而且也有了可能。
在經過勞動人民長期的生產實踐和反複多次的試驗之後，人們終於發現了人工磁化的方法，這樣就產生了更高一級的磁性指向儀器。
北宋初年已經出現了指南魚和指南針。指南魚在行軍需要的時候，隻要用一隻碗，碗裏盛半碗水，放在無風的地方，再把鐵葉魚浮在水麵，就能指南。但是這種用地磁場磁化法所獲得的磁體磁性比較弱，實用價值也比較小。
指南針是以天然磁石摩擦鋼針製得。鋼針經磁石摩擦之後，便被磁化，也同樣可以指南。
南宋時期學者陳元靚在他所撰的《事林廣記》中，也介紹了當時民間曾經流行的有關指南針的兩種裝置形式，就是木刻的指南魚和木刻的指南龜。
木刻指南魚是把一塊天然磁石塞進木魚腹裏，讓魚浮在水上而指南。
木刻指南龜的指向原理和木刻指南魚相同，它的磁石也是安在木龜腹，但是它有比木魚更加獨特的裝置法，就是在木龜的腹部下方挖一小穴，然後把木龜安在竹釘子上，讓它自由轉動。
這就是說，給木龜設置一個固定的支點。撥轉木龜，待它靜止之後，它就會南北指向。
正如在使用司南時需要有地盤配合一樣，在使用指南針的時候，也需要有方位盤相配合。
最初，人們使用指南針指向可能是沒有固定的方位盤的，但是不久之後就發展成磁針和方位盤聯成一體的羅經盤，或稱“羅盤”。方位盤仍是漢時地盤的二十四向，但是盤式已經由方形演變成環形。羅盤的出現，無疑是指南針發展史上的一大進步，隻要一看磁針在方位盤上的位置，就能定出方位來。南宋時期學者曾三異在《同話錄》中說道：
地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。
這裏的“地螺”就是地羅，也就是羅盤。這是一種堪輿用的羅盤。這時候已經把磁偏角的知識應用到羅盤上。
這種堪輿羅盤不但有子午正針，即以磁針確定的地磁南北極方向，還有子午丙壬間的縫針，即以日影確定的地理南北極方向。這兩個方向之間有一夾角，這就是磁偏角。
當時的羅盤，還是一種水羅盤，磁針還都是橫貫著燈芯草浮在水麵上的。北宋時期書畫家徐兢的《宣和奉使高麗圖經》中說，在海上航行時，遇到陰晦天氣，就用指南浮針。
旱羅盤大概出現在南宋。旱羅盤是指不采用“水浮法”放置指南針磁針的羅盤，通常是在磁針重心處開一個小孔作為支撐點，下麵用軸支撐，並且使支點的摩擦阻力十分小，磁針可以自由轉動。
顯然，旱羅盤比水羅盤有更大的優越性，它更適用於航海，因為磁針有固定的支點，而不會在水麵上遊蕩。
旱羅盤的這種磁針有固定支點的裝置法，最初的思想起源很早。因為司南就有一定的支點，另外沈括的磁針裝置試驗，也有設置固定支點。
指南針作為一種指向儀器，在我國古代軍事上，生產上，日常生活上，地形測量上，尤其在航海事業上，都起過重要的作用。
我國的指南針大約是在12世紀末至13世紀初經過阿拉伯傳入歐洲的，對世界經濟的發展起到了積極作用。