光與磁場中的物質，或光與具有自發磁化強度的物質之間相互作用所產生的各種現象，主要包括法拉第效應、科頓-穆頓效應、克爾磁光效應、塞曼效應和光磁效應。
法拉第效應 線偏振光透過放置磁場中的物質，沿著磁場方向傳播時，光的偏振面發生旋轉的現象。也稱法拉第旋轉或磁圓雙折射效應，簡記為MCB。一般材料中，法拉第旋轉（用旋轉角θF表示）和樣品長度l、磁感應強度B有以下關系
θF＝VlB，
V是與物質性質、光的頻率有關的常數，稱為費爾德常數。
因為磁場下電子的運動總附加有右旋的拉莫爾進動，當光的傳播方向相反時，偏振面旋轉角方向不倒轉，所以法拉第效應是非互易效應。這種非互易的本質在微波和光的通信中是很重要的。許多微波、光的隔離器、環行器、開關就是用旋轉角大的磁性材料制作的。圖1是隔離器的原理。利用法拉第效應，還可實現光的顯示、調制等許多重要應用。
當左、右旋圓偏振光在置於磁場中的媒質內傳播而有不同的吸收系數時，入射的線偏振光傳播一段距離後會變為橢圓偏振光，這個效應叫法拉第橢圓度效應或磁圓二向色性效應，簡記為MCD。法拉第橢圓度和法拉第旋轉均由媒質的介電張量非對角組元的實部和虛部決定。
科頓－穆頓效應 又稱磁雙折射效應，簡記為MLB。是1907年A.科頓和H.穆頓發現的。W.佛克脫對它進行瞭較仔細的研究，故也稱佛克脫效應。當光的傳播方向與磁場垂直時，平行於磁場方向的線偏振光的相速不同於垂直於磁場方向的線偏振光的相速而產生的雙折射現象。其相位差正比於兩種線偏振光的折射率之差，同磁場強度大小的二次方成正比
Δ＝(np－ns)d/λ＝DdH2，
np與ns分別是垂直和平行於外磁場的線偏振光的折射率，d是樣品厚度，λ是光波長，D是科頓-穆頓常數。
當光的傳播方向與外磁場方向垂直時，媒質對偏振方向不同的兩種光的吸收系數也可不同。這就是磁的線偏振光的二向色性，稱磁線二向色性效應，簡記為MLD。
MCD、MLB、MLD的物理起因、宏觀表述及量子力學處理都與法拉第效應類同(實際上可同時完成)。MLB和MLD通常比MCB和MCD要弱得多，但它們與磁場強度（磁化強度）的二次方成正比。因此對這些效應的測量除能得到物質中能級結構的信息外，還能用於微弱磁性變化（單原子層的磁性）的研究。
克爾磁光效應 線偏振光入射到磁化媒質表面反射出去時，偏振面發生旋轉的現象。也叫克爾磁光效應或克爾磁光旋轉。這是繼法拉第效應發現後，英國科學傢J.克爾於1876年發現的第二個重要的磁光效應。
按磁化強度和入射面的相對取向，克爾磁光效應分極向克爾磁光效應、橫向克爾磁光效應和縱向克爾磁光效應（圖2）。極向和縱向克爾磁光旋轉都正比於樣品的磁化強度。通常極向克爾旋轉最大、縱向次之。偏振面旋轉的方向與磁化強度方向有關。橫向克爾磁光效應中實際上沒有偏振面的旋轉，隻是反射率有微小的變化，變化量也正比於樣品的磁化強度。1898年P.塞曼等人證實瞭橫向克爾磁光效應的存在。克爾磁光效應的物理基礎和理論處理與法拉第效應的相同，隻是前者發生在物質表面，後者發生在物質體內；前者出現於僅在有自發磁化的物質（鐵磁、亞鐵磁材料）中，後者在一般順磁介質中也可觀察到。它們都與介電張量非對角組元的實部、虛部有關。
克爾磁光效應的最重要應用就是觀察鐵磁材料中難以捉摸的磁疇。因不同磁疇區的磁化強度的不同取向使入射偏振光產生方向、大小不同的偏振面旋轉，再經過檢偏器後就出現瞭與磁疇相應的明暗不同的區域。利用現代技術，不但可進行靜態觀察，還可進行動態研究。這些都導致一些重要發現和關於磁疇、磁學參數的有效測量。
塞曼效應 發光體放在磁場中時，光譜線發生分裂的現象。是由於外磁場對電子的軌道磁矩和自旋磁矩的作用，或使能級分裂才產生的。其中譜線分裂為2條(順磁場方向觀察)或3條（垂直於磁場方向觀察）的叫正常塞曼效應；3條以上的叫反常塞曼效應（見塞曼效應）。
光磁效應 光照射物質後，物質磁性（如磁化率、磁晶各向異性、磁滯回線等）發生變化的現象。早在1931年就有光照引起磁化率變化的報道，但直到1967年R.W.蒂爾等人在摻矽的釔鐵石榴石 (YIG)中發現紅外光照射引起磁晶各向異性變化之後才引起人們的重視。這些效應多與非三價離子的代換有關，這種代換使亞鐵磁材料中出現瞭二價鐵離子，光照使電子在二、三價鐵離子間轉移，從而引起磁性的變化。因此，光磁效應是光感生的磁性變化，也稱光感效應。當然這隻是一種機制，其他機制的光磁效應在光存儲、光檢測、光控器件方面的應用還在研究之中。