司南是一种人工磁性指向器，也是人类历史上最古老的指南装置。根据东汉学者王充在《论衡‧因是篇》中记述，司南像一把舀汤、舀酒浆的勺子，将它放置于占卜用的光滑地盘上，其柄会指向南。从王充的记载来看，司南最迟创制于汉代，而且能够自由地指向南方的器物必定是磁性的，是人们用天然磁石加工、雕凿而成，可见汉代已使用人工磁性指向器。事实上，早在战国时期，《韩非子》已经记下了“先王立司南”，以正东西方向的文字，但是《韩非子》书中未曾记下司南的形制，仅凭这一句话断定其孰是孰非尚有一定困难。但将《韩非子》与《论衡》二者的文字结合起来考查，则中国人在汉代发明磁性指向器是毋庸置疑的。

汉代淮南王刘安的上千门客中，已有方士在表演磁幻术中使用“取亡人衣裹磁石、悬室中”的幻方，暗示了汉代人已经知道长条形磁体可以指南。为何人们特意加工制造的司南要做成勺形呢？这大概与古人的天文知识有关。古人观察天象时，仰观北天宿，可见北斗七星，是人们在夜间找方向、辨识星座的标志之一。于是，人们仿照北斗星，将司南做成勺形。北斗七星是古人占卜的主要星座，而司南起初主要用于占卜。

条形天然磁铁会指南，但如何将其加工成司南则是一个关键问题。根据莫氏硬度（Moh's hardness scale），天然磁石的硬度与铁相似，在5至6之间；钢的硬度在6至7；软玉硬度为6.5；刚玉（即翡翠）为9；金刚石为10。汉代人已能炼钢，加工天然磁石不致有难度。加工方法无非是切割、琢、磋磨等。但是，为了防止加工过程中因打击而退磁，工匠们需要有相当耐性，花较长时间来慢慢制造，而不可能只是通过几次硬打、硬凿就可以完工。值得注意的是，在无铁、无钢的石器时代，人们已能将那些比天然磁石更硬的玉加工成各种形状的玉器艺术。

式占的观念可能起源于战国时期，《周礼》曾记述从事式占的盲人大师与天文官同坐一车，共察天文。《史记》还为这些占卜师立传记，说他们转动式盘、正定方位，然后才言天地之利害及事之成败。《汉书‧王莽传》记述了篡夺汉政权的王莽于行将灭亡之日，被众将包围于长安内宫，他却召来了占官为之占卜命运。此时王莽身穿紫红色帝服，带着玉玺，手持匕首作防身之用。在占官旋定天盘后，王莽顺着天盘上北斗柄方向而坐。他原以为这样就可以江山永固，不料，竟被汉将官斩首。自从司南发明后，这些式占的场合都可用司南代替天盘，地盘的24个方位被简化。从汉代起，司南一直使用至唐宋之际，即发明指南针之前。