質子磁力儀，也被稱為質子旋進磁力儀（PPM），使用的原則，地球磁場核磁共振（EFNMR）在測量非常小的變化地球的磁場，使鐵在陸地和對象海上被檢測到。

它在陸基考古學中用于繪制拆除的墻壁和建筑物的位置圖，并在海上用于定位失事的船只，有時用于休閑潛水。

質子磁力儀曾經廣泛用于礦物勘探。它們在很大程度上已被Overhauser效應磁力計和堿蒸氣（銫和鉀）或氦磁力計所取代，后者采樣速度更快且靈敏度更高。

在螺線管中流動的直流電會在富含氫的流體（很受歡迎的是煤油和癸烷，甚至可以使用水）周圍產生強磁場，從而使某些質子與該磁場對齊。然后，電流被中斷，當質子重新與周圍磁場對齊時，它們以與磁場成正比的頻率進動。這會產生弱的旋轉磁場，該磁場會被（有時是分開的）電感器吸收并放大?電子，并饋送到數字頻率計數器，其輸出通常會按比例縮放并直接顯示為場強或輸出為數字數據。

感應電流的頻率與磁場強度之間的關系稱為質子旋磁比，并且等于0.042576 Hz nT?^-1。由于進動頻率僅取決于原子常數和環境磁場的強度，因此這種磁力計的精度可以達到1?ppm。

質子的地球場NMR頻率在赤道附近約900 Hz至地磁極附近4.2 kHz之間變化。如果可以使用數十瓦的功率來為對準過程供電，那么這些磁力計可能具有中等靈敏度。如果每秒進行一次測量，則讀數的標準偏差在0.01 nT至0.1 nT的范圍內，并且可以檢測到約0.1 nT的變化。

對于手提/背包式單位，PPM采樣率通常限制為每秒少于一個采樣。通常在傳感器以大約10米為增量固定在固定位置的情況下進行測量。

測量誤差的主要來源是傳感器中的磁性雜質，操作員和儀器上的頻率和鐵質材料的測量誤差以及進行測量時傳感器的旋轉。

便攜式儀器還受到傳感器體積（重量）和功耗的限制。PPM在高達3,000 nT m?^-1場梯度下工作，這對于大多數礦物勘探工作來說已經足夠了。為了獲得更高的梯度公差，例如繪制帶狀鐵層圖和檢測大型鐵質物體，奧弗豪斯磁強計可以處理10,000 nT m?^-1，銫磁強計可以處理30,000 nT m?^-1。

1958年格倫A.黑色和禮來，繼MJ艾特肯和他的同事在工作的牛津大學Archaeometric實驗室，使用質子磁力定位和地圖埋考古的功能，包括在土壤中鐵的對象，thermoremanent磁化的燒制的粘土，以及擾動土壤的磁化率差異。在1961-1963年期間，他們對印第安納州安吉爾蒙德國家歷史遺址的?10萬平方英尺（9,300 m?²）進行了勘測，并挖掘了7,000平方英尺（650 m?^2）以上的面積），以使磁力計異常讀數與產生它們的考古特征相匹配。這是北美首次將質子磁力計用于考古研究。