Embora seja o oitavo elemento mais abundante no universo e o sétimo elemento mais abundante na crosta terrestre, o magnésio nunca é encontrado livre na natureza. O magnésio foi isolado pela primeira vez por Sir Humphry Davy, um químico inglês, através da eletrólise de uma mistura de óxido de magnésio (MgO) e óxido mercúrico (HgO) em 1808. Hoje, o magnésio pode ser extraído dos minerais dolomita (CaCO3-MgCO3) e carnalite (KCl-MgCl2-6H2O), mas é mais frequentemente obtido a partir da água do mar. Cada quilômetro cúbico de água do mar contém cerca de 1,3 bilhões de quilos de magnésio (12 bilhões de libras por milha cúbica).
Queimaduras de magnésio com uma luz branca brilhante e é usado em pirotecnia, foguetes e lâmpadas fotográficas. O magnésio é o metal mais leve que pode ser usado para construir coisas, embora a sua utilização como material estrutural seja limitada, uma vez que queima a temperaturas relativamente baixas. O magnésio é frequentemente ligado ao alumínio, o que facilita o enrolamento, a extrusão e a soldadura do alumínio. As ligas de magnésio e alumínio são utilizadas onde materiais fortes e leves são necessários, como em aviões, mísseis e foguetes. Câmeras, ferraduras, máscaras de baseball e sapatos de neve são outros itens que são feitos de ligas de magnésio.
Óxido de magnésio (MgO), também conhecido como magnésia, é o segundo composto mais abundante na crosta terrestre. O óxido de magnésio é utilizado em alguns antiácidos, na fabricação de cadinhos e materiais isolantes, no refino de alguns metais a partir de seus minérios e em alguns tipos de cimentos. Quando combinado com água (H2O), a magnésia forma hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), mais conhecido como leite de magnésia, que é comumente usado como antiácido e como laxante.
Sulfato de magnésio hidratado (MgSO4-7H2O), mais conhecido como sal de Epsom, foi descoberto em 1618 por um fazendeiro em Epsom, Inglaterra, quando suas vacas se recusaram a beber a água de um certo poço mineral. Ele provou a água e descobriu que ela tinha um sabor muito amargo. Ele também notou que ajudava a curar arranhões e erupções na pele. O sal Epsom ainda hoje é usado para tratar pequenas abrasões na pele.
Outros compostos de magnésio incluem carbonato de magnésio (MgCO3) e fluoreto de magnésio (MgF2). O carbonato de magnésio é usado para fazer alguns tipos de tintas e tintas e é adicionado ao sal de mesa para evitar a formação de bolos. Uma fina película de fluoreto de magnésio é aplicada às lentes ópticas para ajudar a reduzir o brilho e os reflexos.