Trong địa vật lý, dị thường từ là sự biến động cục bộ từ trường của Trái Đất hay thiên thể, do các thay đổi về từ tính hay hóa học của đất đá. Việc thành lập bản đồ dị thường cho một khu vực nhằm phát hiện các cấu trúc bên dưới các lớp vật liệu. Có một sự tương đối về kích thước dị thường. Các dị thường rộng lớn liên quan đến đối tượng nằm sâu hay trải rộng như các mảng đất đá lớn, gọi là dị thường khu vực (Regional). Các dị thường chiếm diện tích nhỏ hơn là dị thường địa phương (Local). Nhỏ nữa là dị thường cục bộ, có nguồn gốc nằm nông, như do một quả bom chưa nổ gây ra. Trong Vật lý Địa cầu, nghiên cứu dị thường khu vực, ví dụ các thay đổi từ trường Trái Đất ở dạng dải song song với các sống núi giữa đại dương dưới đáy biển là dấu hiệu quan trọng trong học thuyết tách giãn đáy đại dương, phần trọng tâm của kiến tạo mảng. Trong Địa vật lý Thăm dò, nghiên cứu dị thường từ là nội dung của thăm dò từ, phục vụ cho lập bản đồ địa chất, tìm khoáng sản đặc biệt là quặng sắt, tìm kiếm dầu khí, tìm nước ngầm, khảo sát địa chất công trình, địa chất môi trường và tai biến tự nhiên, khảo cổ học, tìm vật chìm ở biển, tìm vật chưa nổ (UXO) tại bãi bom mìn do chiến tranh để lại,... Tại dị thường địa phương như Thạch Khê (tỉnh Hà Tĩnh, Việt Nam) đã xác định được mỏ sắt lớn nhất Đông Nam Á bị phủ bởi đất cát ven biển. Dị thường lớn nhất thế giới là dị thường Kursk ở nước Nga (Kursk Magnetic Anomaly).