司南是一種人工磁性指向器，也是人類歷史上最古老的指南裝置。根據東漢學者王充在《論衡‧因是篇》中記述，司南像一把舀湯、舀酒漿的勺子，將它放置於占卜用的光滑地盤上，其柄會指向南。從王充的記載來看，司南最遲創製於漢代，而且能夠自由地指向南方的器物必定是磁性的，是人們用天然磁石加工、雕鑿而成，可見漢代已使用人工磁性指向器。事實上，早在戰國時期，《韓非子》已經記下了「先王立司南」，以正東西方向的文字，但是《韓非子》書中未曾記下司南的形制，僅憑這一句話斷定其孰是孰非尚有一定困難。但將《韓非子》與《論衡》二者的文字結合起來考查，則中國人在漢代發明磁性指向器是毋庸置疑的。

漢代淮南王劉安的上千門客中，已有方士在表演磁幻術中使用「取亡人衣裹磁石、懸室中」的幻方，暗示了漢代人已經知道長條形磁體可以指南。為何人們特意加工製造的司南要做成勺形呢？這大概與古人的天文知識有關。古人觀察天象時，仰觀北天宿，可見北斗七星，是人們在夜間找方向、辨識星座的標誌之一。於是，人們仿照北斗星，將司南做成勺形。北斗七星是古人占卜的主要星座，而司南起初主要用於占卜。

條形天然磁鐵會指南，但如何將其加工成司南則是一個關鍵問題。根據莫氏硬度（Moh's hardness scale），天然磁石的硬度與鐵相似，在5至6之間；鋼的硬度在6至7；軟玉硬度為6.5；剛玉（即翡翠）為9；金剛石為10。漢代人已能煉鋼，加工天然磁石不致有難度。加工方法無非是切割、琢、磋磨等。但是，為了防止加工過程中因打擊而退磁，工匠們需要有相當耐性，花較長時間來慢慢製造，而不可能只是通過幾次硬打、硬鑿就可以完工。值得注意的是，在無鐵、無鋼的石器時代，人們已能將那些比天然磁石更硬的玉加工成各種形狀的玉器藝術。

式占的觀念可能起源於戰國時期，《周禮》曾記述從事式占的盲人大師與天文官同坐一車，共察天文。《史記》還為這些占卜師立傳記，說他們轉動式盤、正定方位，然後才言天地之利害及事之成敗。《漢書‧王莽傳》記述了篡奪漢政權的王莽於行將滅亡之日，被眾將包圍於長安內宮，他卻召來了占官為之占卜命運。此時王莽身穿紫紅色帝服，帶着玉璽，手持匕首作防身之用。在占官旋定天盤後，王莽順着天盤上北斗柄方向而坐。他原以為這樣就可以江山永固，不料，竟被漢將官斬首。自從司南發明後，這些式占的場合都可用司南代替天盤，地盤的24個方位被簡化。從漢代起，司南一直使用至唐宋之際，即發明指南針之前。