稀土元素具有優(yōu)異的磁學(xué)性能，其來自于稀土獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)。其4f電子層具有較多的未成對電子，如三價釓離子未成對電子達(dá)到了7個，可以產(chǎn)生較大的磁矩。此外由于鑭系元素4f電子層外具有5s、5p，金屬態(tài)的還具有6s電子層，使得4f電子層受外界晶體場的影響較小。這種性質(zhì)不僅體現(xiàn)在其發(fā)光譜線窄、單色性好，而且可以體現(xiàn)在其磁學(xué)性質(zhì)上，4f 電子層的軌道磁矩不會被“凍結(jié)”而表現(xiàn)出來，原子磁矩表現(xiàn)出軌道磁矩和自旋磁矩之和，其值較大。因而稀土元素具有更加優(yōu)異的磁學(xué)性質(zhì)。其可以用來制備各種性能優(yōu)異的磁學(xué)材料。主要包括稀土永磁材料、磁制冷材料、磁致伸縮材料等。

稀土永磁材料發(fā)展經(jīng)歷了三代：*代的SmCo5 永磁材料，第二代Sm2Co17 永磁材料，第三代釹鐵硼(Nb-Fe-B）永磁材料。稀土永磁材料在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用可以說無處不在。常規(guī)通信中，一端將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，另一端將電信號轉(zhuǎn)換成聲音信號都需要借助電磁鐵，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成動能，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能轉(zhuǎn)化成電能都需要磁鐵的作用。在巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo)中，永磁體的作用極為重要，如海灣戰(zhàn)爭中大顯神威的“愛國者[微博]”導(dǎo)彈就使用了4Kg的釹鐵硼永磁材料。國產(chǎn)的長劍、紅鳥、鷹擊等系列的導(dǎo)彈也離不開高性能的稀土永磁材料。