載人航天器在太空飛行期間，空間導航設施起著重要的作用，它是航天交通網的“路標”。空間導航的主要任務是監測航天器距目標的距離、飛行速度以及飛行方向的偏差，導航工作最主要是進行跟蹤測量。
空間導航和地麵導航不同，地麵導航飛行器的飛行軌道是預先設定好的，在飛行器飛行過程中通過各種儀器描繪出它實際的飛行軌道，然後對比其預先測定的軌道模型，及時修正飛行器的飛行姿態，這樣就可以完成預定的任務。
載人航天器在飛行過程中，在不同的階段將采用不同的空間導航方法。這是一個非常複雜的過程。
在航天器地麵控製飛行期間，可采用無線電測距和基線測量法測速。航天器可以采用慣性測量裝置、空間六分儀和光學星圖表，使航天員時刻都能知道自己的飛行狀態。
載人航天器在軌道對接時，要進行機動飛行，時刻調整偏差，這時主要采用無線電測距和航天員目視跟蹤。
航天器在降落過程中可采用雷達測距和多普勒測速，向地麵降落時可以采用著陸輔助設備。
航天器在大多數階段都要靠地麵導航設備來導航，美國宇航局主要依靠地麵雷達進行跟蹤測試，然後再根據信號計算航天器飛行的距離，其精度可以精確到幾米。
導航衛星是在軌道上運行的，飛行器不可能在任何時刻都能用雷達測到導航衛星，這就需要進行網絡式的導航。美國研製的衛星導航係統采用均勻分布在軌道平麵上的24顆衛星組成的3個衛星網來進行導航。這樣，在地球上任何地方都能同時看到6顆導航衛星，飛行器就可隨時隨地用它來進行導航了。它的導航定位距離誤差在6米～9米之內，測出的速度誤差小於0.6米／秒，定位所需的時間不超過1分鍾。
衛星導航這種先進的導航手段，非常適用於對天上、陸上、水上、水下的航行工具的導航，被譽為太空的“指南針”。