亥姆霍茲線圈是為紀(jì)念德國(guó)物理學(xué)家赫門.梵.亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz)而得名，亥姆霍茲線圈的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)、大小相同的環(huán)形線圈組合而成，兩線圈以共軸方式配對(duì)架設(shè)，線圏內(nèi)通入相同方向、相同大小的電流量；如此可使兩環(huán)形線圈的中間區(qū)域內(nèi)，獲得均勻的磁場(chǎng)。 
     因由雙線圈所組成，故也稱為亥姆霍茲線圈對(duì)(Helmholtz coil pair)。環(huán)形亥姆霍茲線圈對(duì)(Helmholtz coil pair)和螺旋線圈(Solenoidal coil)常被用以提供實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的均勻磁場(chǎng)，而螺旋線圈其實(shí)就是許多個(gè)亥姆霍茲線圈緊并在一起所組成的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置；亥姆霍茲線圈(對(duì))的結(jié)構(gòu)要求：
     1. 兩個(gè)相同的環(huán)形線圈(線圈半徑為R)
     2. 通過線圈圓心的兩垂直中心軸共軸
     3. 兩線圈的中心點(diǎn)距離 ＝ 線圈半徑， 即d = R，可使磁場(chǎng)的不均勻度較小，

     待測(cè)物的實(shí)驗(yàn)空間座落在兩線圈包圍之空間的中心點(diǎn)（區(qū)域）位置。
     圖1，圖2 分別為亥姆霍茲線圈對(duì)(Helmholtz coil pair)的結(jié)構(gòu)圖和單線圈與helmholtz線圈x軸磁場(chǎng)分布圖，如下：

     圖1 Helmholtz coil pair schematic drawing 圖2 單線圈與helmholtz線圈x軸磁場(chǎng)分布圖                            
     由兩個(gè)相同的環(huán)形磁性線圈共軸且對(duì)稱地座落在實(shí)驗(yàn)空間的左右兩側(cè)，并使兩線圈之中心點(diǎn)間的距離 d 等于環(huán)形線圈的半徑 R，即 d = R 。
     但若欲使兩線圈中心空間處的磁場(chǎng)分布得到較佳的均勻度(即d2B/dx2 = 0，d2B/dx2可作為磁場(chǎng)強(qiáng)度在x方向不均勻度的指標(biāo))，則需使兩線圈的圓心距離 d 恰好與線圏的半徑R 相等，意即 d = R；但卻會(huì)使中心處和在線圈面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生一定比例的變化量(可經(jīng)由測(cè)量d2B/dx2值而得)。若使 d 略大于 R 一些，雖可減低線圈面和兩線圈中心處之磁場(chǎng)強(qiáng)度的差異，但卻會(huì)使得中心區(qū)域附近之磁場(chǎng)強(qiáng)度的均勻度變差（若要推導(dǎo)磁場(chǎng)在空間中每一位置的函數(shù)變化關(guān)系，其理論計(jì)算過程是相當(dāng)復(fù)雜，必需使用到某些特殊的應(yīng)用函數(shù)）。一般來講，雙軸（2D）和三軸（3D）的亥姆霍茲線圈一般用來產(chǎn)生體積比較大、均勻度比較高， 但磁場(chǎng)值也相對(duì)比較弱的磁場(chǎng)，其主要應(yīng)用包括：通過抵消地球磁場(chǎng)提供一個(gè)近乎為零的磁場(chǎng)空間、磁屏蔽效應(yīng)判定、電子設(shè)備的EMC/EMI研究及磁化系數(shù)判定、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位以及某些導(dǎo)航設(shè)備的校準(zhǔn)、生物磁場(chǎng)及新材料的研究等（以上應(yīng)用必需配合高精密度的高斯計(jì)及相關(guān)探頭使用）。
     當(dāng)然，亥姆霍茲線圈也可根據(jù)不同的應(yīng)用除了產(chǎn)生靜態(tài)DC磁場(chǎng)外，還可以產(chǎn)生交變AC磁場(chǎng)，其較大的頻率可達(dá)到RF射頻標(biāo)準(zhǔn)。