Magnetit bildet sich in kleinen Mengen, durchsetzt mit vielen eisenreichen Mineralien, bildet jedoch nur dann selbst Kristallkörper, wenn mafisches Magma, ein sehr flüssiges Magma, das mit schweren Elementen beladen ist, langsam genug abkühlt, damit einzelne Kristalle zusammenklumpen. Magnetit kann sich auch während der Metamorphose von unreinem eisenreichem Kalkstein bilden.
Die Bildung von Magnetit während der geologischen Metamorphose von Kalkstein tritt nur bei Kalkstein auf, der sich gebildet hat, bevor der Sauerstoffgehalt auf der Erde ausreichte, damit sich gelöstes Eisen in den Ozeanen ansammeln konnte. Dieses Eisen erreichte ein Niveau, in dem es aus dem Meerwasser klumpte und erstarrte und auf dem Meeresboden Eisenerze bildete. Ein Teil dieses Eisenerzes wurde bei geologischen Prozessen mit Hitze und Druck zu Magnetit. Photosynthetische Organismen haben seitdem den Sauerstoffgehalt auf der Erde stark erhöht und Eisen bleibt in den Ozeanen nicht mehr bestehen, da es zu schnell oxidiert wird.
Magnetit ist eines der wenigen natürlich vorkommenden magnetischen Materialien, und während seiner Bildung richten sich seine magnetischen Pole nach denen der Erde aus. Einmal gebildet, ändert sich jedoch die magnetische Ausrichtung des Magnetits nicht, selbst wenn sich das Magnetfeld der Erde ändert. Diese Eigenschaft liefert Wissenschaftlern Aufzeichnungen darüber, wie sich die Magnetfelder der Erde über Milliarden von Jahren verhalten haben.
