Oryginalnie, cewki Helmholtza zostały zbudowane do kompensacji ziemskiego pola magnetycznego. Za pomocą cewki Helmholtza można uzyskać pole jednorodne w dużej objętości. Jest to układ dwóch równoległych, szeregowo połączonych cewek o wspólnej osi, oddalonych na odległość R, równą ich średniemu promieniowi.
Na ramkę o wymiarach 1m × 1m nawinięto około 100 zwojów miedzianego drutu o średnicy 1 mm (typowy drut transformatorowy).
Zwojnica, zasilana prądem około 3-5 A (np. z akumulatora samochodowego) obraca się w polu magnetycznym Ziemi (jest przykładem silnika elektrycznego). Ponieważ w polu magnetycznym Ziemi (około 300 mGa = 3.10-8T) moment siły jest rzędu 10-5 Nm, ramka obraca się bardzo powoli - z tego powodu wymaga zawieszenia na nici pod sufitem a przewody doprowadzające prąd muszą być odpowiednio giętkie.