1928年英国物理学家，量子力学的创始人之一狄拉克（1902~1984）把量子力学的薛定谔方程推广到相对论领域而得到相对论量子力学，建立起了相对论电子波动方程。狄拉克理论的许多结果都与实验相符合，但是它遇到了一个特殊的“负能困难”。按照狄拉克方程进行计算的结果，竟允许存在电子的能量为负值的状态，而且负能级没有下限。这样一来，任何一个电子都可以无止境地落入这个无底的负能深渊，从而无限地释放能量。这个结论显然与事实不符。
为了解决这个困难，他又提出一个假设，认为所有电子的负能级事先已被大量的电子所占满，所以正能级上的电子就无法再向下跳（人们在1925年即已知道，电子遵从所谓的泡利不相容原理，即同一个状态上只允许有一个电子。按照这个原理，下面的能级被占满了，上面的电子自然就无法再“跳”下来了）。而且，为了解释实验观察不到负能电子这一事实，还必须假设整个填满了的负能“电子海”所造成的总效果为零，即整个“电子海”所有可观察量－电荷、质量、动量等均为零，也就是平时所说的“真空”。由此可得到一个很有意思的推论，既然全部填满的负能电子海相当于真空，那么从这个电子海中搬走一个电子，显然就相当于出现一个“反电子”。当然“反电子”的性质与电子相反，电子电荷为负，反电子的电荷就应为正。这样狄拉克在1930年就从理论上预言了自然界中存在有反电子。
进一步分析可知，前面讲的“搬走一个电子”只能是“搬”到正能级上，因为所有的负能级早已全部填满。这就是说，在出现一个反电子的同时还会出现一个普通的电子（即正能电子），此即所谓的“电子对的产生”。另外，在负能级与正能级之间存在着大约一兆电子伏的间距。因此，为了产生电子对，还必须让真空（电子海）吸收能量大于1兆电子伏的光子（即吸收大于1兆电子伏的能量）才行，反过来讲，如果电子海中有一个空位（即真空中有一个反电子），那么正能电子（普通电子）就能够跳到这个空位上去并放出能量大于1兆电子伏的光子来。伴随着光子的产生，电子对消失了。这样的过程在物理学上叫作“电子对的湮灭”。这样狄拉克又提出正、负电子对能由光子在真空中产生出来，当正电子和负电子碰撞时，就湮灭变成光子。
1931年，著名的英国物理学家狄拉克首先从理论上用极精美的数学物理公式预言，磁单极子是可以独立存在的。他认为，既然电有基本电荷——电子存在，磁也应有基本磁荷——磁单极子存在，这样，电磁现象的完全对称性就可以得到保证。因此，他根据电动力学和量子力学的合理推演，前所未有地把磁单极子作为一种新粒子提出来。以前，狄拉克曾经预言过正电子的存在，并已经为实验所证实；这一次他的磁单极子假设同样震惊了科学界。
在磁单极子的理论研究方面，除狄拉克最早提出的磁单极子学说外，还有其他一些科学家也曾提出过多种的学说，各有其特点和根据。如著名的美籍意大利物理学家费米也曾经从理论上探讨过磁单极子，并且也认为它的存在是可能的。华裔物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授等一些著名的科学家，也从不同方面和不同程度地对磁单极子理论做出了补充和完善。它们弥补了狄拉克理论中的一些缺陷和不足，给磁单极子的设想辅以更坚实的理论基础。
