Tempête géomagnétique, également appelée tempête magnétique ou tempête solaire, perturbation de la haute atmosphère terrestre provoquée par des éjections de masse coronale, c’est-à-dire de grandes éruptions de l’atmosphère extérieure du Soleil, ou couronne. La matière associée à ces éruptions est principalement constituée de protons et d’électrons d’une énergie de quelques milliers d’électron-volts. Cette matière, appelée plasma, se déplace dans le milieu interplanétaire à des vitesses allant de moins de 10 km (6 miles) par seconde à plus de 2 000 km (1 200 miles) par seconde, de sorte que la matière éjectée atteint la Terre en 21 heures environ. La pression du plasma entrant est transmise au bord extérieur de la magnétosphère terrestre ; cela provoque une augmentation du champ géomagnétique observé au sol, peut-être par le biais d’ondes hydromagnétiques.
Pendant quelques minutes – la phase de début soudain de l’orage – la composante horizontale du champ géomagnétique augmente brusquement sur l’ensemble du globe. Cette augmentation persiste pendant deux à six heures et est classée comme la phase initiale de la tempête. En réponse à cette condition instable, les lignes magnétiques nouvellement créées à l’intérieur de la queue se contractent rapidement, envoyant ainsi du plasma de la feuille neutre de la magnétosphère vers le côté nuit de la Terre. Cette injection de plasma donne lieu à d’intenses manifestations aurorales dans les régions polaires, tandis que les contractions sont observées sur Terre sous la forme d’une grave perturbation magnétique appelée sous-orage polaire. Cette partie de l’orage est suivie de la phase principale de l’orage, qui dure de 12 à 48 heures, pendant laquelle la composante horizontale du champ diminue, en raison de l’injection ou du gonflement de la magnétosphère par le plasma entrant. Dans les dernières étapes, ou phase de récupération, le plasma nouvellement injecté s’évacue lentement, sur plusieurs jours, dans le milieu interplanétaire ou dans l’atmosphère, et le champ géomagnétique se rapproche de son état d’avant l’orage.