금속 결합
금속결합은 금속에 고르게 퍼져있는 전자와 이온들 간의 전기적인 인력이다. 격자 모양으로 되어 있는 (+) 성질을 가진 금속 이온 사이에 자유 전자들이 공유되어 있기 때문에 녹은 염과 비교를 할 수 있다. 금속결합은 합금(순수한 금속 포함)에 서로 결합하는 원자들의 전기음성도가 다르고, 전자가 금속의 결정 구석구석 고르게 퍼져 있기 때문에 극성이 아니다.
강자성
고전 전자기학에 따르면, 두 개의 인접한 자기 쌍극자들은 "쌍극자 상호작용"에 의해 서로 반대 방향으로 정렬하려는 경향을 가지므로 쌍극자들에 의한 자기장은 상쇄되어 버린다. 하지만 이 효과는 아주 미미한 편인데, 각각의 전자의 스핀에 의해 만들어지는 자기장은 작고, 자기장에 의한 정렬은 열 요동(Thermal fluctuation)에 의해 쌍극자 상호작용으로 인한 정렬 상태가 쉽게 흐트러지기 때문이다. 스핀들 사이에서의 더 강한 상호작용(힘)은 교환 상호작용이라는 양자 역학적인 효과에 의해 발생된다. 교환 상호작용에 의하면 두 입자의 스핀 방향이 평행한지 반대인지에 따라 고전적인 예측보다 훨씬 강하게 서로 잡아 당기거나 밀쳐내게 되는데, 짧은 거리에서 교환 상호작용은 쌍극자 상호작용보다 훨씬 강하다. 그 결과 강자성 물질에서 전자의 이웃한 스핀들은 같은 방향으로 정렬할 수 있는 것이다.
교환 상호작용은 파울리 배타 원리와 관련되어 있는데, 파울리 배타 원리에 따르면 스핀이 같은 전자는 동시에 같은 "위치"에 존재할 수 없다. 따라서 쌍을 이루지 않은 최외각 전자의 오비탈이 인접한 원자와 포개어지면, 공간에서 그 전하 분포는 전자들이 반대 방향의 스핀을 이루는 것보다 같은 방향의 스핀을 이룰 때 더 넓게 떨어지게 된다. 스핀이 같은 방향을 이룰 때 전자들의 정전기적인 에너지가 낮아지기 때문에 전자들의 스핀이 같은 방향일 때가 반대 방향일 때에 비해 더 안정하다. 간단히 말해서, 전자들이 평행한 스핀을 가질 경우 더 멀리 떨어지기 때문에 안정해지는 것이고 그래서 전자들의 스핀이 같은 방향으로 정렬하려고 하는 것이다. 여기서 발생하는 에너지 차이를 교환 에너지라고 한다.
자기적 교환 상호작용이 쌍극자 상호작용보다 훨씬 강한 물질을 일러 통칭 "자성 재료"라고 한다. 예를 들어 철의 교환 상호 작용은 쌍극자 상호작용에 비해 1000배 강하다. 그러므로 퀴리 온도 아래의 온도에서 거의 모든 강자성 물질 속의 쌍극자들은 정렬된 상태로 존재하게 된다. 교환 상호작용은 반강자성과 준강자성과 같은 다른 종류의 자발적 정렬의 원인이기도 하다. 물질의 화학적인 조성에 따라 자기 교환의 "다른" 메커니즘이 중요해지기도 한다. 이러한 메커니즘에는 직접 교환, RKKY 교환, 이중 교환, 초교환 같은 것들이 있는데, 강자성 혹은 반강자성 정렬에서는 여러 가지 요인에 따라 이런 메커니즘이 동시에 중요해지는 경우도 있다.