经过漫长的经验积累，人类逐渐学会使用星辰（北极星、太阳等）和地形地物来判断行进方向、确定所在位置。随着社会的进步，导航技术也发生着日新月异的变化，从天文导航、惯性导航逐渐发展为无线电导航，指南针、磁罗盘、牵星板、六分仪、陆基无线电导航系统等导航工具也依次登上历史舞台。

指南针是古代中国四大发明之一，其雏形为“司南”，起初主要在陆上使用，至两宋已成为海上导航的重要辅助设备。北宋朱或《萍洲可谈》记载：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”徐兢《宣和奉使高丽图经》亦称：“惟视星斗前迈，若晦冥，则用指南浮针，以揆南北。”南宋吴自牧《梦粱录》则有“风雨其冥晦时，惟凭针盘而行，乃火长掌之，毫厘不敢差误，盖一舟人命所系也”的记载，表明指南针已与方位盘相结合，成为早期形态的磁罗盘。方位盘依十二地支作十二等分，在十二地支之间再等而分之，填以天干八字，构成每字相差十五度的二十四方位罗盘。若再以每两字之间夹缝为一方位，则可构成四十八方位罗盘图。使用时，先以子、午定北、南，再观察航向与方位字的关系，正好吻合某个方位字为“丹针”（或“单针”），称“某针”或“丹某针”，居某两个方位字之间则为“缝针”，称“某某针”。及至明代，应用更臻成熟，《顺风相送》已有“定三针方法”和“定四针方法”。其法今已不详，但多针同时运用，航向的测量当更为精准。与航向不同，船舶的位置由牵星板来确定。这种从量天尺发展而来的工具通过观察方位星（北半球常为北极星）的高度来计算船舶与陆地的距离远近和方向，从而确定船舶的位置和航向。《郑和航海图》附有四幅《过洋牵星图》，系郑和船队横渡北印度洋时的航海图，代表了15世纪天文导航的世界水平。(www.daowen.com)

“地理大发现”及殖民主义的全球扩张，刺激了西方导航技术的进步。18世纪，六分仪和天文钟相继出现，前者可以更精确地测量天体高度以获得纬度，后者则利用时间求取经度。1837年，美国船长T.H.萨姆纳发现天文船位线，从此在海上同时测定船舶的经度和纬度成为可能，奠定了近代天文定位的基础。20世纪20—30年代，无线电测向技术问世。利用电磁波在均匀理想媒质中沿直线传播，在自由空间的传播速度恒定，遇到障碍物时会发生反射的特性，导航设备能测量出载体相对于导航台的方向、距离、距离差、速度等参量，从而为船舶和飞行器提供精确导航。此后，仪表着陆系统（Instrument Landing System）、微波着陆系统（Microware Landing System）、伏尔/测距器（Very High Frequency Omni-directional Range/Distance Measuring Equipment）、罗兰C（Loran C）、奥米伽（Omega）、塔康（Tactical Air Navigation）和台卡（Decca）等陆基无线电导航系统（亦称地面无线电导航系统）相继被发明，成为主流的导航工具。不过，陆基无线电导航系统普遍存在信号覆盖有限、技术落后、设备陈旧、定位精度低等缺点，加之隐蔽性差、过于依赖导航台，其重要性逐渐被星基无线电导航系统（亦称空间无线电导航系统）所取代。尤其是以GPS为代表的第二代星基无线电导航系统的问世，开创了无线电导航定位的新时代。