Khi mắc một cuộn dây với nhiều vòng quấn vào nguồn điện, dòng điện sản sinh ra một điện trường E trong các vòng quấn. Khi dòng điện chạy qua các vòng quấn biến đổi của điện trường trong các vòng quấn sinh ra một từ trường B vuông góc với điện trường E. Từ trường của một nam châm điện giống như từ trường của một nam châm vĩnh cửu có nghĩa là có thể hút hoặc đẩy các vật liệu từ

Khi ngắt dòng điện thì từ trường này biến mất, vậy chỉ khi có dòng điện thì cuộn dây mới trở thanh một nam châm điện

Từ trường của cuộn dây tùy thuộc vào số từ cảm cuộn dây và dòng điện trong cuộn dây. Từ cảm cuộn dây tỉ lệ thuận với chiều dài, số vòng quấn và tỉ lệ nghịch với diện tích của cuộn dây đó

Khi đặt lõi sắt hoặc lõi thép vào trong một ống dây và cho dòng điện chạy qua ống dây, lõi sắt hoặc lõi thép bị nhiễm từ trở thành một nam châm và làm tăng tác dụng từ của ống dây