Nach dem Lenzschen Gesetz des Elektromagnetismus erzeugt ein Leiter, wenn er in einen bestimmten Bereich eines oszillierenden (wechselnden) Magnetfelds fällt, ein eigenes oszillierendes Feld, das dem Primärfeld entgegengesetzt ist. Ein Magnetometer kann die resultierenden Änderungen im Gesamtfeld erfassen und signalisieren, dass in der Nähe ein leitfähiges Objekt, typischerweise ein Metallstück, vorhanden ist. Die Reichweite der Metalldetektoren reicht von wenigen Fuß für die kleinsten Spulen bis zu 10 Fuß (3 m) für 12 bis 15 Zoll (30.5 bis 38.1 cm) Spulen.
Der Schlüssel zu einem funktionierenden Metalldetektor ist das Vorhandensein von Wirbelströmen, die von leitfähigen Objekten in der Umgebung erzeugt werden. So wie das Drücken eines Paddels durch einen Wassersee kleine Wirbel auf der Oberfläche verursachen kann, erzeugt die Erzeugung eines oszillierenden Feldes in der Umgebung elektromagnetische Wirbel, wenn die Elektronen im Metall ihr eigenes oszillierendes Feld erzeugen. Frequenzen von 3 bis 20 kHz liefern bekanntlich die besten Ergebnisse, und einige modernere Metalldetektoren erlauben dem Bediener sogar, die Frequenz des Wechselfeldes zu ändern.
Eine andere, neuere Art von Metalldetektor verwendet eine Technologie namens Pulsinduktion. Dieser Metalldetektor sprengt den Boden mit einem starken elektromagnetischen Impuls und beobachtet, wie lange es dauert, bis die Spannung auf Umgebungsniveau abfällt. Befindet sich ein leitfähiger Gegenstand unter der Erde, dauert es länger, bis die Spannung abfällt. Es ist ein kleiner Effekt, aber moderne Sensoren können ihn gut erfassen. Diese Technik hat gegenüber herkömmlichen Metalldetektoren gewisse Vorteile, beispielsweise die Möglichkeit, Objekte unter stark mineralisiertem „schwarzem Sand“ zu erkennen.
Die Anwendungen von Metalldetektoren sind zahlreich und allgemein bekannt. Die vielleicht wichtigste Anwendung für jeden Metalldetektor ist die Ortung von Minen oder improvisierten Sprengkörpern, die direkt unter der Oberfläche vergraben sind. In einigen Ländern, in denen noch Minen aus alten Kriegen vorhanden sind, wie z. B. in Vietnam, wird den Menschen empfohlen, Metalldetektoren zu verwenden, wenn sie durch unbekannte Gebiete gehen, von denen bekannt ist, dass sie durch Landminen gefährdet sind. Dies kann viele Leben retten.
Eine weitere häufige Anwendung für den Metalldetektor ist die Suche nach „vergrabenen Schätzen“ – Münzen und Relikten aus vergangenen Jahren oder sogar Jahrtausenden. Wenn Sie einen Strand mit vielen Besuchern durchsuchen, können Sie verlorene Gegenstände von nur wenigen Tagen finden. Dies ist keine praktikable Möglichkeit, seinen Lebensunterhalt zu verdienen, aber manche Leute genießen es als Hobby.