Antiferromagnetismilla tarkoitetaan sitä, että materiaalin elektronit sulautuvat yhteen ja muodostavat vastakkain varautuneiden hiukkasten ketjun, vaikka koko materiaalilla ei näytä olevan mitään magneettista laatua. Antiferromagnetismi on ferromagnetismin vastakohta, jossa hiukkaset kohdistuvat ja esiintyvät materiaaleissa, kuten mangaanioksidissa. Ilmiö yleensä pienenee lämpötilan noustessa, elektronit hajaantuvat mielivaltaisesti eivätkä enää muodosta ketjuja. Lämpötilaa, jossa tämä tapahtuu, kutsutaan Neelin lämpötilaksi.
Nimi antiferromagnetismi on peräisin päinvastaisesta termistä ferromagnetism. Ferromagnetismissa materiaalin hiukkaset kohdistuvat alueen sisällä niin, että kyseisellä alueella materiaali on magneettista. Tätä voi olla vaikea löytää ulkoisesti, koska on olemassa monia erilaisia hiukkasryhmiä, jotka eivät ole samassa linjassa toistensa kanssa. Yksi ferromagneettinen materiaali on rauta. Latinan sana rautaa “ferrum” on peräisin sanasta “ferromagneettinen”. Ferromagneettiset materiaalit voidaan tehdä magneettisiksi käyttämällä ulkoista magneettikenttää, ja niitä käytetään usein sähkömagneeteissa.
Antiferromagnetismi tarkoittaa, että materiaalin elektronit eivät kohdistu samaan magneettiseen napaisuuteen. Jopa tietyillä aloilla materiaalilla ei ole mitään magneettisia ominaisuuksia. Koska elektronit eivät kohdistu samaan napaisuuteen, ne kumoavat toisensa tietyn elektroniketjun kanssa. Tämä eroaa ferromagnetismista, koska ferromagneettisissa materiaaleissa ketjut koostuvat elektroneista, joilla on vastaava napaisuus, mutta eri ketjut kumoavat toisensa.
Ranskalainen fyysikko Louis Neel löysi lämpötilan, jossa korkein mahdollinen magnetismin taso voidaan tuottaa antiferromagneettisessa materiaalissa, jota nyt kutsutaan Neelin lämpötilaksi. Kun lämpötila nousee tasaisesti, jotkut vastakkaisesti suuntautuneista hiukkasista voivat irrota ketjuistaan ja järjestyä ulkoisen kentän mukaan. Jokaisella materiaalilla on erilainen Neel -lämpötila; Esimerkiksi mangaanioksidin arvo on miinus 240 astetta Fahrenheit (151 astetta), mutta muut voivat olla yhtä suuria tai korkeampia kuin huoneenlämpötila. Neelin lämpötilan yläpuolella elektronit, jotka irtoavat antiferromagnetismin tuottamista ketjuista, eivät voi muodostua edes heikoiksi magneettiryhmiksi, joita ne voivat alemmissa lämpötiloissa. Kun lämpötila nousee ja nousee, häiriön taso materiaalin atomirakenteessa kasvaa, mikä vähentää sen magnetismin tasoa.