春秋時期，人們已經可以把硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具，因此也能把硬度隻有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。東漢時的王充曾在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了詳細的記錄。司南是利用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型，勺柄指南極，並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，將勺置於光滑的地盤之中，地盤外方內圓，四周刻有幹支四維，合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象，積累了大量有關的知識和經驗，經過長期的研究才完成的。司南是人們對磁體指極性認識的實際應用。
但司南也有很多缺陷，天然磁體並不常見，而加工時容易因打擊、受熱而失去部分磁性。所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處必須非常光滑才行，否則會因轉動摩擦阻力過大，而無法旋轉，從而無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量，攜帶很麻煩，這可能是司南長期無法得到廣泛應用的主要原因。