Joseph Black entdeckte die Existenz von Magnesium nicht, aber er entdeckte durch seine Experimente, dass Magnesium eine eigene Verbindung ist. Zu seinen frühen Experimenten gehörte das Mischen von Magnesiumsalz mit Säuren.
Joseph Black war 1755 Student an der University of Edinburg, als er seine Ergebnisse über Magnesium in seiner Doktorarbeit „Experimente zu Magnesia Alba, Branntkalk und einigen anderen alkalischen Substanzen“ schrieb. Nachdem Black entdeckt hatte, dass Magnesium beim Mischen mit Säure sein eigenes Kalziumkarbonat abgab, erhitzte er das Säure-Magnesium-Gemisch und sah, dass das Magnesium nicht sprudelte und sich in der Säure auflöste. Dann mischte er es in Wasser und stellte fest, dass Magnesium darin nicht löslich war.
Er wog das Magnesium und als es weniger wog, vermutete er, dass es an dem Gas lag, das es beim Mischen mit Säure abgab. Um dies zu überprüfen, fügte er Kaliumcarbonat in der Menge hinzu, in der das Magnesium fehlte, und wiegte die Substanz erneut. Dies führte ihn zu dem Schluss, dass Magnesium eine eigene Verbindung sei.
Black führte seine Studien 1756 weiter, als er Kalzium anstelle von Magnesium studierte. Während Black als erster Magnesium als seine eigene Verbindung erkannte, war Sir Humphry Davy der erste, der es 1808 isolierte.