Los pilotos solían orientarse por señales del terreno, a veces ayudándose con una brújula y un mapa.
Cuando hubo que volar sin que el piloto pudiera ver el suelo, se necesitaron otras ayudas de navegación aérea. Los navegantes aéreos averiguaron su posición por lo que se llama estima, tomando en cuenta la velocidad de la máquina y la del viento, así como la respectiva dirección.
De noche, los pilotos, como los marinos, podían valerse de un sextante y tomar alturas de estrellas. Hoy se emplean radio ayudas instaladas en tierra, las cuales indican al piloto su posición con relación a la estación que sintonice. Más reciente es el sistema para navegación por inercia, el cual está todo contenido dentro del avión, no requiriendo así estaciones en tierra ni ayuda externa. Este es el mismo sistema empleado en los viajes espaciales. El radar se usa exclusivamente para la observación del mal tiempo con el fin de evitarlo.
Posteriormente se introducen sistemas de navegación avanzada como los Sistemas de Posicionamiento Global, o GPSs por sus siglas en inglés (Global Positioning System). Estos sistemas son mucho más precisos y ofrecen porcentajes de error muy pequeños debido a la tecnología que usan, utilizando una red de satélites en la órbita de nuestro planeta que, por medio de triangulaciones, producen lecturas en tiempo real de la posición actual de las aeronaves.
