载人航天器在太空飞行期间，空间导航设施起着重要的作用，它是航天交通网的“路标”。空间导航的主要任务是监测航天器距目标的距离、飞行速度以及飞行方向的偏差，导航工作最主要是进行跟踪测量。
空间导航和地面导航不同，地面导航飞行器的飞行轨道是预先设定好的，在飞行器飞行过程中通过各种仪器描绘出它实际的飞行轨道，然后对比其预先测定的轨道模型，及时修正飞行器的飞行姿态，这样就可以完成预定的任务。
载人航天器在飞行过程中，在不同的阶段将采用不同的空间导航方法。这是一个非常复杂的过程。
在航天器地面控制飞行期间，可采用无线电测距和基线测量法测速。航天器可以采用惯性测量装置、空间六分仪和光学星图表，使航天员时刻都能知道自已的飞行状态。
载人航天器在轨道对接时，要进行机动飞行，时刻调整偏差，这时主要采用无线电测距和航天员目视跟踪。
航天器在降落过程中可采用雷达测距和多普勒测速，向地面降落时可以采用着陆辅助设备。
航天器在大多数阶段都要靠地面导航设备来导航，美国宇航局主要依靠地面雷达进行跟踪测试，然后再根据信号计算航天器飞行的距离，其精度可以精确到几米。
导航卫星是在轨道上运行的，飞行器不可能在任何时刻都能用雷达测到导航卫星，这就需要进行网络式的导航。美国研制的卫星导航系统采用均匀分布在轨道平面上的24颗卫星组成的3个卫星网来进行导航。这样，在地球上任何地方至少能同时看到6颗导航卫星，飞行器就可随时随地用它来进行导航了。它的导航定位距离误差在6~9米之内，测出的速度误差小于0.6米／秒，定位所需的时间不超过1分钟。
卫星导航这种先进的导航手段，非常适用于对天上、陆上、水上、水下的航行工具的导航，被誉为大空的“指南针”。