Pusulanın çalışma mekanizması, Dünya’nın manyetik alanına dayanmaktadır. Dünya’nın çekirdeği, manyetik özellik gösterdiği için gezegenin çevresinde doğal bir manyetik alan oluşur ve bu alan kuzey ile güney kutbu arasında bir yön oluşturur. Pusulanın merkezinde yer alan ve manyetize edilmiş ince bir iğne, bu manyetik alanla hizalanarak serbest döndüğünde her zaman manyetik kuzeyi gösterir. İğne, sürtünmeyi azaltmak amacıyla genellikle sivri bir eksen üzerine oturtulur ya da sıvı içinde yüzer şekilde yerleştirilir. Bu sayede hem daha doğru yön tayini sağlanır hem de titreşim ve sarsıntılardan daha az etkilenir.