قطب‌نما از جمله اختراعاتی است که نقش بسیار مهمی در زندگی انسان‌ها داشته است. عملکرد قطب‌نما مستلزم استفاده از انرژی میدان مغناطیسی زمین است. از آنجا که ملوانان با استفاده از این فناوری می‌توانستند در دریاهای آزاد به آسانی و بدون نیاز به مشاهده وضعیت ستارگان ـ که اغلب در طول روز یا شب‌های ابری امکان دیدن آنها در آسمان وجود نداشت ـ در جهت معینی برای رسیدن به مقصد حرکت کنند، می‌توان گفت که اختراع قطب‌نما در آن زمان از اهمیت بسیاری در ناوبری هواپیماها و کشتی‌ها برخوردار بود.

 

 اگرچه امروز با طراحی و ساخت سیستم‌های موقعیت‌یاب جهانی عملکرد آنها مبتنی بر دریافت اطلاعات ماهواره‌ای است، استفاده از قطب‌نما در مقایسه با گذشته به میزان قابل توجهی کاهش یافته اما قابلیت تطبیق این وسیله با سیستم‌های مختلف، آسانی و سادگی کاربرد آن، کم وزن بودن آن در مقایسه با دیگر سیستم‌های مکان‌یاب و همچنین ارزان‌تر بودن آن در مقایسه با دیگر سیستم‌ها از جمله عواملی است که موجب می‌شود همچنان استفاده از قطب‌نما در بسیاری از فعالیت‌ها مرسوم و متداول باشد. از قطب‌نما معمولا برای ردیابی یک مسیر مشخص استفاده می‌شود.

برخی قطب‌نماها بسیار ساده هستند و برخی دیگر پیشرفته‌تر بوده و از امکانات زیادی برخوردارند که اغلب از آنها در گذشته در ناوبری کشتی‌ها استفاده می‌شد.

محور یک قطب‌نما در حقیقت تکیه‌گاه یا به عبارتی دیگر بخشی از قطب‌نما با کمترین میزان حساسیت است که عقربه‌ها روی آن قرار می‌گیرند. عقربه مغناطیسی یک قطب‌نما همواره در جهت قطب شمال مغناطیسی زمین قرار می‌گیرد. براساس یک قرارداد عمومی در همه قطب‌نماها انتهای این عقربه که به طرف شمال قرار می‌گیرد، به رنگ قرمز است. در انواع قطب‌نماهای پیشرفته به جای عقربه از یک سیستم مغناطیسی استفاده می‌شود. از خط مبنا در قطب‌نماها برای تنظیم و تطبیق محورهای آن با جهت انتخابی استفاده می‌شود. عقربه نشانگر قسمت دیگری است که روی صفحه مدرج قطب‌نما دیده می‌شود. این عقربه روی صفحه مدرج قطب‌ (شمال)‌ تغییر جهت می‌دهد. صفحه مدرج قطب‌نما صفحه‌ای در حال چرخش است که از 0 تا 360 درجه‌بندی شده، روی آن جهت‌های جغرافیایی مشخص شده است.

همان طور که می‌دانید از آنجا که میدان مغناطیسی زمین براساس جابه‌جایی جرم در زمین متغیر خواهد بود به همین علت هیچ‌گاه شمال جغرافیایی زمین و شمال مغناطیسی زمین بر هم منطبق نخواهند بود و زاویه انحراف در قطب‌نماها نشان‌دهنده زاویه اختلاف بین شمال جغرافیایی و شمال مغناطیسی زمین است. در نقشه‌هایی که از آنها در ناوبری کشتی‌ها و هواپیماها استفاده می‌شود از زاویه انحراف برای تنظیم قطب‌نما استفاده می‌شود.

چینی‌ها نخستین افرادی بودند که به اهمیت نیروی مغناطیسی درناوبری پی بردند و در قرن 12 میلادی عرب‌ها، قطب‌نمایی را که توسط چینی‌ها اختراع شده بود به کشورهای اروپایی معرفی کردند و به این ترتیب نخستین بار در قرن 13 میلادی از قطب‌نما برای ناوبری کشتی‌هایی که در دریای مدیترانه حرکت می‌کردند، استفاده شد تا جایی که امروزه بسیاری از تصمیم‌های دقیق و بسیار پیشرفته نظیر رادارها و همچنین مسیریاب‌هایی که عملکرد آنها مبتنی بر دریافت اطلاعات ماهواره‌ای است براساس عملکرد قطب‌نماها طراحی و ساخته شده‌اند که در زمینه‌های مختلفی از آنها استفاده می‌شود.