Una matriz de imanes Halbach es una disposición especial de imanes permanentes que fortalece el campo magnético en un lado de la matriz, mientras que cancela el campo casi a cero en el otro lado. Esto es muy diferente del campo magnético alrededor de un solo imán. Con un solo imán, tiene un campo magnético de igual intensidad en ambos lados del imán.

El efecto fue descubierto inicialmente por John C. Mallinson en 1973, y estas estructuras de "flujo unilateral" fueron inicialmente descritas por él como una curiosidad. En la década de 1980, el físico Klaus Halbach inventó de forma independiente la matriz Halbach para enfocar haces de partículas, electrones y láseres.

Las matrices de imanes Halbach comunes son lineales y cilíndricas. Las estructuras de matriz lineal se utilizan principalmente en motores lineales, como los trenes maglev; La estructura de matriz cilíndrica se utiliza principalmente en motores de imanes permanentes, como el motor de la bomba de flujo sanguíneo en el sistema de propulsión de sangre cardíaca. El campo magnético de enfoque de la estructura de matriz cilíndrica también es adecuado para tubos de ondas progresivas para satélites de comunicaciones, magnetrones de microondas de radar, etc.