Das Magnetfeld außerhalb eines Elektromagneten ist typischerweise null oder sehr schwach, da die von den stromdurchflossenen Spulen des Elektromagneten erzeugten Magnetfeldlinien auf das Innere des Elektromagneten selbst beschränkt sind. Diese Eingrenzung tritt auf, weil die magnetischen Feldlinien, die von jeder Drahtwindung im Elektromagneten erzeugt werden, das Innere der Spule umkreisen und sich nicht wesentlich über die Enden des Elektromagneten hinaus erstrecken. Daher heben sich die Magnetfeldlinien außerhalb des Magneten aufgrund ihrer entgegengesetzten Richtung gegenseitig auf, was zu einem Nettomagnetfeld führt, das vernachlässigbar oder gleich Null ist.
Wenn eine Magnetspule in einem gleichmäßigen Magnetfeld platziert wird, kann die auf die Magnetspule als Ganzes wirkende Kraft unter bestimmten Bedingungen Null sein. Dies geschieht, wenn Richtung und Stärke des externen Magnetfelds so sind, dass sich die auf beiden Seiten des Magneten ausgeübten Magnetkräfte gegenseitig aufheben. Wenn das Magnetfeld beispielsweise gleichmäßig und parallel zur Achse des Elektromagneten ist, können sich die magnetischen Kräfte auf den gegenüberliegenden Seiten des Elektromagneten gegenseitig ausgleichen, was zu einer Nettokraft von Null führt.
Ähnlich wie ein Magnet weist auch ein Toroid (eine ring- oder donutförmig gewickelte Spule) außerhalb seiner Struktur ein Magnetfeld von nahezu Null auf. Die magnetischen Feldlinien, die durch den Strom erzeugt werden, der durch die Spule des Toroids fließt, sind aufgrund der kreisförmigen Bahn der magnetischen Feldlinien um den Ringkern auf den Kern des Toroids beschränkt. Dieser Einschluss verhindert, dass sich das Magnetfeld deutlich über den Ringkern hinaus ausdehnt, was zu einem Magnetfeld führt, das im umgebenden Raum nahezu Null ist.
Im Inneren eines Elektromagneten ist das Magnetfeld stärker als außerhalb, da sich die von den stromdurchflossenen Spulen erzeugten magnetischen Feldlinien entlang der Achse des Elektromagneten kohärent addieren. Im Inneren des Elektromagneten sind die Magnetfeldlinien dicht gepackt und parallel zur Achse der Spule, was zu einem relativ gleichmäßigen und starken Magnetfeld führt. Diese innere Feldstärke hängt von Faktoren wie der Anzahl der Windungen in der Magnetspule, dem durch sie fließenden Strom und der Permeabilität des Kernmaterials (falls vorhanden) ab.
Um das Magnetfeld außerhalb eines Magneten mathematisch abzuleiten, wendet man typischerweise das Ampèresche Gesetz an, das das Magnetfeld um eine geschlossene Schleife mit dem von der Schleife eingeschlossenen Strom und der Permeabilität des Mediums in Beziehung setzt. Unter Berücksichtigung der Geometrie und Symmetrie des Elektromagneten kann man das Magnetfeld an verschiedenen Punkten außerhalb des Elektromagneten mithilfe von Methoden der Integralrechnung berechnen, wobei ein idealisiertes Szenario mit einem langen Elektromagneten angenommen wird, bei dem die Endeffekte vernachlässigbar sind. Diese Ableitung liefert ein quantitatives Verständnis dafür, warum das Magnetfeld außerhalb des Magneten im Vergleich zu seinem Inneren null oder schwach ist.