Hoewel het het achtste meest voorkomende element in het heelal is en het zevende meest voorkomende element in de aardkorst, wordt magnesium nooit vrij in de natuur aangetroffen. Magnesium werd voor het eerst geïsoleerd door Sir Humphry Davy, een Engelse chemicus, door de elektrolyse van een mengsel van magnesiumoxide (MgO) en kwikoxide (HgO) in 1808. Tegenwoordig kan magnesium worden gewonnen uit de mineralen dolomiet (CaCO3-MgCO3) en carnalliet (KCl-MgCl2-6H2O), maar het wordt het vaakst uit zeewater gewonnen. Elke kubieke kilometer zeewater bevat ongeveer 1,3 miljard kilogram magnesium (12 miljard pond per kubieke kilometer).
Magnesium brandt met een briljant wit licht en wordt gebruikt in pyrotechniek, fakkels en fotografische flitslampen. Magnesium is het lichtste metaal dat kan worden gebruikt om dingen te bouwen, hoewel het gebruik als constructiemateriaal beperkt is omdat het bij relatief lage temperaturen brandt. Magnesium wordt vaak met aluminium gelegeerd, waardoor aluminium gemakkelijker te walsen, te extruderen en te lassen is. Magnesium-aluminiumlegeringen worden gebruikt waar sterke, lichtgewicht materialen vereist zijn, zoals in vliegtuigen, raketten en raketten. Camera’s, hoefijzers, honkbalvangersmaskers en sneeuwschoenen zijn andere voorwerpen die van magnesiumlegeringen worden gemaakt.
Magnesiumoxide (MgO), ook bekend als magnesia, is de op één na meest voorkomende verbinding in de aardkorst. Magnesiumoxide wordt gebruikt in sommige maagzuurremmers, bij het maken van smeltkroezen en isolatiemateriaal, bij het raffineren van sommige metalen uit hun ertsen en in sommige soorten cement. In combinatie met water (H2O) vormt magnesia magnesiumhydroxide (Mg(OH)2), beter bekend als melk van magnesia, dat algemeen wordt gebruikt als antacidum en laxeermiddel.
Gehydrateerd magnesiumsulfaat (MgSO4-7H2O), beter bekend als Epsomzout, werd in 1618 ontdekt door een boer in Epsom, Engeland, toen zijn koeien weigerden het water uit een bepaalde minerale bron te drinken. Hij proefde het water en ontdekte dat het erg bitter smaakte. Hij merkte ook dat het hielp schrammen en uitslag op zijn huid te genezen. Epsomzout wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt om kleine schaafwonden op de huid te behandelen.
Andere magnesiumverbindingen zijn magnesiumcarbonaat (MgCO3) en magnesiumfluoride (MgF2). Magnesiumcarbonaat wordt gebruikt om sommige soorten verf en inkt te maken en wordt toegevoegd aan keukenzout om aankoeken te voorkomen. Een dunne laag magnesiumfluoride wordt op optische lenzen aangebracht om schittering en reflecties te helpen verminderen.