太阳风是从太阳表面喷射出的速度约400km/s的高速等离子体流。当太阳风到达地球时，它会将大量带电粒子送入地球空间，并沿着地球的磁力线进入极区。这些粒子与地球大气相互作用，会在地球两极激发绚烂的极光。太阳风会带来地磁扰动，影响全球电力传输、无线电通讯、宇航空间环境等等。但是地球也有自己的保护伞，那就是地磁场。地球中心内核有一层炽热的液态铁核，铁核中的“发电机”过程驱动产生了全球偶极型地磁场。
当太阳风掠过地球时，地磁场就像一把“保护伞”，偏转太阳风的运动路径，从而保护地球免受太阳风的直接冲击。然而，地磁场并非一成不变。在历史上，地磁场经历过无数次的极性“倒转”和“偏移”，在此期间，地球磁场减弱，太阳风等高能粒子可直接进入地球大气层，此时地球表面的辐射会增强，宇生同位素产生率也会增加。
约400年前，赤道附近西太平洋地区的地磁场强度出现降低，形成“地磁场西太平洋异常”区，这使得地磁“保护伞”好似出现了“漏洞”，能让太阳风粒子更易进入到该区域，进而在赤道地区引发极光。火星为我们认识太阳风与地磁场的作用提供了天然的对比实验室。它没有全球性的偶极磁场，太阳风可直接与火星大气层发生相互作用。
所以火星的空间环境可类比于地球地磁场减弱或消亡时期的情形，研究太阳风粒子如何“攻击”火星，可为我们理解地球磁场演化如何影响地球宜居环境提供重要启迪。尽管火星本身缺乏全球性磁场，但火星与太阳风的作用，仍会使得它的周围存在磁场。当太阳风携带太阳磁场与火星接触时，它们会与火星的电离层（一层具有导电性的高层大气）发生复杂的电磁相互作用。在这个过程中，火星电离层中激起的电流产生了感应磁场。
这个感应磁场阻碍了太阳风直接穿过火星电离层，宛如磁力线“披挂”在火星表面上一般。火星的壳磁场也并未如我们所想的那样“完全消失”。火星表面散布的一些磁性岩石矿物记录了火星早期（至少37亿年前）存在过的全球磁场，并保存至今。这些矿物磁场被称作“岩石剩余磁场”或“壳磁场”。与地球主磁场相比，火星的壳磁场相对微弱。
这种发现促使我们思考：如果未来地球内部液态铁核停止运作，导致地磁场急剧减弱，我们的地磁场可能会演变成与当前火星壳磁场相似的形态。这样一来，未来的地球可能会与现今的火星展现出惊人的相似性。火星空间环境为我们深入认识地磁场倒转时期的地球空间环境提供了一个天然实验室参照。
在地磁场倒转时期，地球的空间环境极有可能如当前火星空间环境一般，地球的局部岩石圈磁场起到如今火星岩石圈磁场的作用：抵挡太阳风直接抵达大气层。现如今，地磁场的南大西洋（SAA）地磁负异常区正在显著扩大，人们开始争论地磁场是否已经进入了地磁倒转的开始阶段。
如果地磁场真的会在未来的几百年内发生倒转，人们应该提前做好应对地球空间环境演变成火星空间环境的准备，那时会有更多的太阳风粒子侵入地球大气层，进而影响整个生物圈。