자기장(磁氣場)은 물리학, 특히 전자기학에서 다루는 기본 개념으로, 자석이나 전류와 같은 자성원천(磁氣源) 주변 공간에 형성되어 다른 자성체나 전하를 띤 입자에 힘을 작용하는 장(field)을 의미한다. 이는 중력장, 전기장과 함께 물리적 장의 한 종류로 분류되며, 국제적으로 공인된 과학 개념이다.
자기장은 벡터장으로서 공간의 각 지점에서 방향과 세기를 갖는다. 자기장의 세기는 국제단위계(SI)에서 테슬라(T)로 나타내며, 1테슬라는 1[N·s/(C·m)]에 해당한다. 실용적으로는 더 작은 단위인 가우스(G)도 사용되며, 1테슬라는 10,000가우스에 해당한다.
자기장의 방향과 세기를 시각적으로 나타내는 것이 자기력선이다. 자기력선은 자기장의 방향을 나타내는 가상의 선으로, 자석의 N극에서 나와 S극으로 들어가는 것으로 표현된다. 자기력선의 밀도는 자기장의 세기에 비례하며, 자기력선이 밀집된 곳일수록 자기장이 강하다. 자기 홀극이 존재하지 않으므로 자기력선은 끊어지지 않으며, 교차하지도 않는다.
자기장의 발생 원리와 관련하여, 맥스웰 방정식에 따르면 자기장은 전기장의 시간적 변화에 의해 유도될 수 있으며, 전류가 흐르는 도선 주변에도 자기장이 형성된다. 이러한 전기장과 자기장의 상호 유도 현상은 전자기 유도로 알려져 있으며, 발전기, 변압기, 전동기 등 다양한 전기·전자 기기의 작동 원리로 활용된다.
자기장은 지구에도 존재하며, 지구 자기장은 나침반의 방향을 결정하고 태양풍으로부터 지구 대기를 보호하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한 의료 분야에서는 자기공명영상(MRI) 장비가 강한 자기장을 이용하여 인체 내부 구조를 영상화하는 데 활용된다.
자기장의 수학적 표현과 관련하여, 자기장은 벡터가 아닌 유사벡터(pseudovector)로 취급되기도 한다. 자기선속(magnetic flux)은 특정 면적을 통과하는 자기력선의 총량으로 정의되며, 단위는 웨버(Wb)이다. 자기선속의 시간적 변화율은 유도 기전력의 크기를 결정한다는 법칙(패러데이 법칙)도 잘 알려져 있다.
이상과 같이, 자기장은 현대 물리학과 공학 전반에 걸쳐 폭넓게 사용되고 검증된 확립된 과학 개념이다.
