早在16世紀時英國物理學家威廉·基伯爾特（W．Gilbert）認為地球本身是一個大磁體。在1803年時高斯開始對地磁現象產生興趣。他的朋友，一位著名的探險家及業余科學家阿歷山大·封·宏博特（Alexander Von Humboldt）曾經請求高斯對磁的現象作數學研究。可是高斯忙于其他問題，沒有時間從事這方面的工作。
1828年高斯看到宏博特收集的關于磁的實驗儀器，被它們深深吸引住。第二年一個比利時科學家來拜訪高斯，并和他一起做幾個磁學實驗，這時高斯對磁的興趣被引起來了。
他發明了磁強計（Magnetometer），以及解決怎樣在地表任何地點測量地球磁場強度的問題。在一年后他寫了一本小書談測量磁強問題，并且把磁的所有測量分解為現在物理的三個基本單位：長度、質量和時間。
從1830到1840年這段期間，高斯和一個比他小27歲的年青物理學家韋伯（Withelm Weber）一起合作從事研究。他們的合作是很理想的：韋伯是一個實驗家，高斯是一個理論家，韋伯引起高斯對物理問題產生興趣，而高斯用數學工具處理物理問題，影響韋伯的思考工作方法。
1833年高斯從他的天文臺拉了一條長八千尺的電線，跨過許多人家的屋頂，一直到韋伯的實驗室，以伏特電池為電源，構造了世界第一個電報機。
許多因無知而產生偏見的人對他們的工作嘲笑，說他們浪費錢花掉時間搞這些沒有用的玩意兒。火車在1830年出現時也一樣受到許多保守的人的攻擊。韋伯在1835年就預言：“當地球被蓋上鐵路網和電報電線網，這些網絡提供的服務就好像人體的神經系統，一方面是運輸，一方面是把思想和感覺以光的速度傳播。”這的確是真知灼見。
1835年高斯在天文臺里設立磁觀測站，并且組織“磁協會”發表研究結果，引起世界廣大地區對地磁作研究和測量。
高斯已經得到了地磁的準確理論，他為了要獲得實驗數據的證明，他的書《地磁的一般理論》拖到1839年才發表。1840年他和韋伯畫出了世界第一張地球磁場圖，而且定出了地球磁南極和磁北極的位置。
1841年兩個美國科學家確證高斯地磁理論的正確性。他們找出了磁南極和磁北極的確實位置，和高斯用理論推算的地方相差幾度而已。可以想像高斯是多么的高興。
高斯在1834到1840年寫的《關于作用和距離的平方成反比的力》一文里給出了勢論（Potential theory）的基本理論
