อาร์เรย์ Halbach เป็นการจัดเรียงเฉพาะของชุดแม่เหล็กถาวร อาร์เรย์มีรูปแบบการหมุนของสนามแม่เหล็กซึ่งตัดสนามด้านหนึ่ง แต่เพิ่มอีกด้านหนึ่ง ข้อได้เปรียบหลักของอาร์เรย์ Halbach คือสามารถผลิตสนามแม่เหล็กแรงสูงได้ที่ด้านใดด้านหนึ่งในขณะที่สร้างสนามเร่ร่อนขนาดเล็กมากที่ฝั่งตรงข้าม เอฟเฟกต์นี้เป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดโดยสังเกตการกระจายฟลักซ์แม่เหล็ก
แถบของวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก (วัสดุที่สามารถทำให้เกิดสนามแม่เหล็กถาวรได้) ที่มีการทำให้เกิดสนามแม่เหล็กแบบสลับกันถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้สนามแม่เหล็กจัดแนวเหนือระนาบของโครงสร้างคอมโพสิต ขณะที่ด้านล่างโครงสร้าง สนามจะอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามและตัดกัน อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ส่วนประกอบสลับของการสะกดจิตคือ p/2 หรือ 90oออกจากเฟส
ในกรณีในอุดมคติดังที่แสดงไว้ข้างต้น การซ้อนทับนี้จะทำให้เกิดสนามเหนือระนาบซึ่งใหญ่เป็นสองเท่าราวกับว่าโครงสร้างถูกทำให้เป็นแม่เหล็กสม่ำเสมอ และไม่มีสนามใต้ระนาบ อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ไม่เคยสังเกตกรณีในอุดมคติเลย และมีการสร้างสนามขนาดเล็กมากที่ด้านล่าง การจัดเรียงนี้สามารถดำเนินต่อไปได้โดยไม่มีกำหนดเพื่อสร้างอาร์เรย์ขนาดใหญ่
โครงสร้าง "ฟลักซ์ด้านเดียว" เหล่านี้ถูกค้นพบครั้งแรกโดย John C. Mallinson ในปี 1973 ซึ่งอธิบายว่าเป็น "ความอยากรู้" ที่มีศักยภาพในการปรับปรุงเทคโนโลยีการบันทึกเทปแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม ศักยภาพที่แท้จริงของพวกมันยังไม่เกิดขึ้นจนกระทั่งทศวรรษ 1980 เมื่อนักฟิสิกส์ของ Berkley Klaus Halbach ค้นพบปรากฏการณ์แม่เหล็กนี้โดยอิสระและสร้างอาร์เรย์ Halbach เพื่อใช้ในการเร่งอนุภาค Halbach ผลิตอาร์เรย์โดยใช้โคบอลต์วัสดุเฟอร์โรแมกเนติกเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่แรงสำหรับการโฟกัสและ บังคับคานคันเร่งอนุภาค
ปัจจุบันอาร์เรย์ของ Halbach มีแอปพลิเคชันมากมายและมีการใช้ในระบบต่างๆ ที่มีความซับซ้อนแตกต่างกันออกไป หนึ่งในการใช้งานที่ง่ายที่สุดของอาร์เรย์ Halbach คือแม่เหล็กติดตู้เย็น ในกรณีนี้ จะใช้คุณสมบัติของฟลักซ์ด้านเดียวเพื่อเพิ่มพลังจับยึดของแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถรวมอาร์เรย์แบบแปรผันของแท่งแม่เหล็กเพื่อสร้างระบบล็อคอย่างง่าย หากการสะกดจิตของแท่งไม้ถูกจัดเรียงเพื่อให้สนามถูกขยายให้ใหญ่สุดเหนือระนาบและย่อให้เล็กสุดด้านล่าง การกักตัวของฟลักซ์สามารถพลิกได้โดยการหมุนแต่ละแท่ง 90o.
ตัวอย่างขั้นสูงของการทำงานของอาร์เรย์ Halbach คือในรางรถไฟ Maglev หรือ Inductrack ซึ่งใช้การลอยด้วยแม่เหล็กเพื่อรองรับการขนส่ง อาร์เรย์แม่เหล็กจะยกตัวรถไฟขึ้นเหนือรางรถไฟเป็นระยะทางเล็กน้อย และสามารถรับน้ำหนักได้มากถึง 50 เท่าของแม่เหล็ก การดำเนินการอยู่บนพื้นฐานของหลักการเหนี่ยวนำ; เมื่ออาร์เรย์ถูกส่งผ่านขดลวดของรางโลหะ การแปรผันของสนามแม่เหล็กจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในราง จากนั้น แทร็กจะสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเอง และในทำนองเดียวกันเมื่อคุณพยายามดันแท่งแม่เหล็กสองแท่งที่มีลักษณะคล้ายแท่งเข้าด้วยกัน เมื่อสนามนี้อยู่ในแนวเดียวกับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากอาร์เรย์ของ Halbach แรงผลักจะทำให้รถไฟลอยตัว รถไฟ Maglev ไม่ได้รับผลกระทบจากแรงเสียดทานจำนวนมากซึ่งทำให้รถไฟล้อแบบเดิมช้าลงและสามารถให้บริการขนส่งด้วยความเร็วสูง อันที่จริง ระบบรถไฟ SCMaglev ของญี่ปุ่นซึ่งมีความเร็วถึง 361 ไมล์ต่อชั่วโมงในปี 2546 ปัจจุบันได้รับการบันทึกใน Guinness World Record สำหรับการขนส่งทางรถไฟที่เร็วที่สุด
อาร์เรย์ Halbach ยังใช้ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์ขั้นสูง เช่น ซินโครตรอนและเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ (FELs) ซึ่งรู้จักกันในชื่อ 'wigglers' ของ Halbach FEL มีช่วงความถี่ที่กว้างมากและปรับได้สูง และใช้ในการใช้งานหลายอย่างตั้งแต่ทางการแพทย์ไปจนถึงการทหาร Halbach wiggler เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของ FEL โดยที่สนามแม่เหล็กของอาร์เรย์ใช้ในการ 'กระดิก' ลำอนุภาคที่มีประจุ (โดยปกติคืออิเล็กตรอน) เป็นระยะ เอฟเฟกต์การแกว่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในทิศทางและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเร่งความเร็วของอนุภาค ซึ่งจะนำไปสู่การปล่อยรังสีซินโครตรอนความเข้มสูง (โฟตอน) เมื่อรวมกับแหล่งกำเนิดเลเซอร์ภายนอก
นอกจากนี้ยังสามารถสร้างทรงกระบอกและวงแหวนของ Halbach ได้ โดยที่สนามแม่เหล็กจะแรงอยู่ภายในวงแหวนหรือทรงกระบอก แต่ภายนอกนั้นแทบไม่มีนัยสำคัญ หรือในทางกลับกัน ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของแม่เหล็ก โครงสร้างเหล่านี้มักใช้สำหรับมอเตอร์ AC แบบไม่มีแปรง ซึ่งตามปกติแล้วสนามเร่ร่อนสามารถลดแรงบิดและประสิทธิภาพได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบอกสูบของ Halbach ได้รับการปกป้องจากโครงสร้างภายใน โดยมีฟลักซ์เกือบทั้งหมดอยู่ภายในศูนย์กลาง จึงสามารถหลีกเลี่ยงปัญหานี้และสร้างแรงบิดที่สูงขึ้นได้