Aby ta metoda była przydatna, obiekt datowany musi znajdować się dokładnie w tym samym miejscu, w którym był poddany działalności ognia, ponieważ trzeba bardzo precyzyjnie wyznaczyć orientacje względem geograficznej północy.
Archeomagnetyzm opiera się na zjawisku zmian pola magnetycznego Ziemi, które przemieszcza się horyzontalnie (co wyraża się w postaci kąta deklinacji) i wertykalnie (kąt inklinacji). Przebieg tych zmian na przestrzeni kilku ostatnich stuleci został określony na podstawie wskazań kompasów, zapisanych w źródłach historycznych. Znajomość zmian pola magnetycznego można rozciągnąć w przeszłości dzięki analizie niektórych minerałów, takich jak glina, zawierających cząsteczki żelaza, które ustawiają się względem bieguna magnetycznego tak jak kompas. Ma to miejsce wtedy, gdy glinę ogrzewa się powyżej punktu Curie, czyli temperatury, w której cząsteczki tracą swą orientację magnetyczną. Gdy minerał stygnie, w glinie zostaje "zamrożone" nowe pole magnetyczne. Tak więc, jeżeli próbka wypalonej gliny nie została ruszona z miejsca, zachowa inklinację i deklinację z czasu, kiedy została ogrzana. Wykorzystując próbki wypalonej gliny o znanym wieku, np. paleniska wydatowane przez metodę radiowęglową, archeolodzy odnajdują dawne położenie bieguna magnetycznego.