Al pari dei più antichi Aghi magnetici su aghi d'ottone, questi due semplicissimi e quasi identici dispositivi servono per realizzare esperienze con oggetto il campo magnetico e in particolar modo per metterne in evidenza l'esistenza. Le etichette di carta attaccate ad essi (per mettere in evidenza il segno dei poli di ciascun ago) sono la prova del loro intenso utilizzo durante le ore di laboratorio di fisica. Le loro dimensioni infatti permettono una più facile osservazione delle oscillazioni da parte di tutti gli studenti che occupano l'aula. Non essendo gli aghi dotati di un proprio perno su cui ruotare, si ricorre a quelli di altri dispositivi.
Ciascu ago è formato da una sfarra di ferro dolce con al centro, in posizione simmetrica rispetto ai bracci, un allargamento a pianta circolare e cavo al centro. Qui sopra, a copertura dell'allargamento, è saldato un cappellotto circolare d'ottone lavorato con al centro un bottone d'agata, da cui il nome dato ai due strumenti. L'agata ha la funzione di ridurre l'attrito (d'imperniamento) dovuto al contatto tra il perno di rotazione e il materiale.
La presenza del campo magnetico terrestre si evidenzia attraverso l'azione (sviluppo di una coppia) che esso produce sugli aghi magnetizzati. Di fatto questi sono delle vere e proprie bussole. Così, messo un ago magnetizzato su un perno, esso ruota disponendosi dopo un po' di oscillazione secondo la direzione individuata dall'arco di cerchio di massimo diametro passante per i poli magnetici e per il centro di rotazione dell'ago (i poli magnetici non coincidono con quelli geografici). Questa evidenza sperimentale fu osservata da Gilbert. Si consatata inoltre che l'azione del campo magnetico terrestre, ma di qualsisi campo magnetico, su un ago magnetizzato è solo direttrice. Infatti l'ago non trasla né verso il Nord né verso Sud magnetico.
Usando gli aghi calamitati si possono studiare con facilità le forze a distanza tra i poli e inoltre condurre molti altri esperimenti, non necessariamente tutti di magnetostatica. E' infatti con un ago calamitato che si può riprodurre in laboratorio l'importantissima esperineza di Oersted sul legame tra corrente elettrica e campo magnetico.
Gli aghi necessitano di un processo di magnetizzazione prima dell'uso, ma ciò si realizza facilmente sfruttando la corrente elettica. Essi infatti tendono a perdere facilmente la magnetizzazione.