Obwohl es das achthäufigste Element im Universum und das siebthäufigste Element in der Erdkruste ist, kommt Magnesium in der Natur nie frei vor. Magnesium wurde erstmals 1808 von Sir Humphry Davy, einem englischen Chemiker, durch die Elektrolyse einer Mischung aus Magnesiumoxid (MgO) und Quecksilberoxid (HgO) isoliert. Heute kann Magnesium aus den Mineralien Dolomit (CaCO3-MgCO3) und Carnallit (KCl-MgCl2-6H2O) gewonnen werden, am häufigsten wird es jedoch aus Meerwasser gewonnen. Jeder Kubikkilometer Meerwasser enthält etwa 1,3 Milliarden Kilogramm Magnesium (12 Milliarden Pfund pro Kubikmeile).
Magnesium brennt mit einem brillanten weißen Licht und wird in Pyrotechnik, Fackeln und fotografischen Blitzlampen verwendet. Magnesium ist das leichteste Metall, das zum Bau von Gegenständen verwendet werden kann, obwohl seine Verwendung als Strukturmaterial begrenzt ist, da es bei relativ niedrigen Temperaturen brennt. Magnesium wird häufig mit Aluminium legiert, wodurch sich Aluminium leichter walzen, strangpressen und schweißen lässt. Magnesium-Aluminium-Legierungen werden überall dort eingesetzt, wo starke, leichte Materialien benötigt werden, wie z. B. in Flugzeugen, Raketen und Flugkörpern. Kameras, Hufeisen, Baseballmasken und Schneeschuhe sind weitere Gegenstände, die aus Magnesiumlegierungen hergestellt werden.
Magnesiumoxid (MgO), auch bekannt als Magnesia, ist die zweithäufigste Verbindung in der Erdkruste. Magnesiumoxid wird in einigen Antazida, bei der Herstellung von Schmelztiegeln und Isoliermaterialien, bei der Raffination einiger Metalle aus ihren Erzen und in einigen Arten von Zementen verwendet. In Verbindung mit Wasser (H2O) bildet Magnesiumoxid Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2), besser bekannt als Magnesiamilch, die allgemein als Antazidum und Abführmittel verwendet wird.
Hydratisiertes Magnesiumsulfat (MgSO4-7H2O), besser bekannt als Bittersalz, wurde 1618 von einem Bauern in Epsom, England, entdeckt, als seine Kühe sich weigerten, das Wasser aus einem bestimmten Mineralbrunnen zu trinken. Er probierte das Wasser und stellte fest, dass es sehr bitter schmeckte. Außerdem stellte er fest, dass es bei der Heilung von Kratzern und Ausschlägen auf seiner Haut half. Bittersalz wird auch heute noch zur Behandlung kleinerer Hautabschürfungen verwendet.
Andere Magnesiumverbindungen sind Magnesiumcarbonat (MgCO3) und Magnesiumfluorid (MgF2). Magnesiumcarbonat wird zur Herstellung einiger Arten von Farben und Tinten verwendet und wird dem Speisesalz zugesetzt, um ein Verklumpen zu verhindern. Ein dünner Film aus Magnesiumfluorid wird auf optische Linsen aufgetragen, um Blendung und Reflexionen zu verringern.