導航的原理就是時刻知道自己在選定座標系的位置，這裡的首要任務是找到自己的座標系，如何建立座標系呢？由於我們所處的環境是三維的，所以至少需要兩兩不在一個面的三個點。再加上由於宇宙中的物體都是運動的(宇宙的膨脹是直線上的遠離)，所以我們找越遠的恆星或者星系、脈衝星、等等作為三維座標的點誤差就越小，所以說宇宙導航一般是靠星星來導航的。而地球導航儀則是根據衛星建立座標系來確定位置(可以查一下衛星定位儀的原理，這是根據至少到三顆衛星的距離來確定所在空間的位置)

如果是在地球附近的衛星，一般選擇星載GPS或者紅外地平儀進行導航；如果到更大尺度上，就要使用超長基線干涉測量的深空導航定位技術δDOR。這些導航技術的本質都是一樣的，也就是從飛行器上發射一組特定頻率電磁波（或者從地球上打出一組電磁波到飛船上反射回來），然後透過地球上的接收器接收到電磁波的頻率、時間來確定飛行器的位置。

但是如何像一些科幻電影比如《星際迷航》那樣在廣袤而黑暗的外太空中精確地導航呢，這不可能再依靠我們地球表面的基站來完成！要知道當我們離開地球一個日地距離（也就是一個天文單位）的時候，連宇宙中最快的光跑一個來回都需要十六分鐘，總不能慢悠悠地等吧。所以接下來我們介紹在遙遠太空中星際航行時可以使用的X射線脈衝星導航法。

X射線脈衝星是一種高速旋轉的中子星，由於它具有極強的電磁場，又高速旋轉，因此會放出非常強烈但是又穩定的X射線脈衝。所謂X射線，就是波長介於紫外線到γ射線的電磁波，因此頻率很高且極具穿透性。這樣的特性使得它就好像黑暗宇宙中閃爍的燈塔，可以作為太空導航的參照物。簡單來說，利用X射線脈衝星導航法，首先要提前繪製宇宙中作為參照物的X射線脈衝星的方位、脈衝強度的星表，因此我們就可以知道該脈衝星發出的脈衝在太陽系基準點接收的情況。如果是在太陽系附近的太空航行，我們可以利用同一個顆脈衝星發出的脈衝在飛行器上接收到資訊（比如接收時間等等），對比計算得到此刻太陽系基準點的時間，就可以判斷飛行器相對於太陽系基準點的位置，從而進行導航。如果我們遠離了太陽系，那就需要多顆脈衝星來完成相同的程式，從而實現導航。

目前還沒有可控制的飛行器飛出太陽系，因此X射線脈衝星導航技術也還在研究當中。我國於2016年11月10日發射了第一顆脈衝星試驗衛星(XPNAV-1)，其任務之一就是探索脈衝星導航技術的可能性（這個衛星一開始命名為脈衝星導航衛星，後來受到了某些嚴謹而嚴肅的科學家的批評後改名）。