指南针的起源与演变可分为四个阶段：

1. 司南：早在两千多年前的汉代（公元前206年－公元220年），中国工匠将磁石雕刻成勺状，并放置在青铜制的平滑底盘上，底盘上铸有方向性的标记。这个磁勺在底盘上静止时，勺柄指向即为南方，勺口指向即为北方。这种被称为司南的装置，是世界上最早的指示方向的仪器。

2. 古代罗盘：在司南的基础上，古人制成了类似的古代罗盘。这种罗盘具备磁针和显示方位的刻度盘，与现今的指南针相似。罗盘被安装在船上，为航海者提供了方向指引。

3. 指南鱼：大约在北宋初年（公元960年－公元1127年），人们根据军事和航海需求，以及材料和工艺技术的进步，制造了性能更优、使用更先进的指南鱼。它是利用磁化的铁片或铁针来指示方向的一种装置。

4. 指南针：指南鱼出现不久后，指南针被发明出来。这种装置更加实用，制作简单，使用方便，适用范围广泛。北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》（公元1086年）中首次记载了指南针的制作方法，即通过磨制磁化的铁针使其指向南方，并指出了指南针不完全指向南方，而是略有偏东的现象，即磁偏角。

指南针，古代称作司南，主要由装在轴上的磁针构成。磁针在地磁场的作用下能自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，其北极指向地理北极，这一特性被广泛应用于航海、大地测量、旅行和军事等领域。指南针的发明是中国古代劳动人民长期实践和对磁石磁性认识的结果，对人类科技和文明的发展产生了深远影响。在中国古代，指南针最初用于祭祀、礼仪、军事和占卜等活动。