科學家們對飛禽航行定向的現象進行了很多方面的探索，做了大量的觀察和研究，下面就是幾種影響較大、研究較深的理論：
利用地球磁場辨認方向：不少科學家認為，一部分飛禽是靠地球磁場來定向導航的。信鴿導航就是一個典型的例子。地球上的每一個點都有自己的地磁場，生物在長期的演化過程中，已經適應了這一物理環境因素，信鴿就啊憑藉著能感受地球磁場的強度變化這種特殊本領準確無誤地飛回家的。
根據太陽和星辰來導航：20世紀初，有人提出了一個假說，認為鳥類是依靠太陽來指引方向的，德國鳥類學家克拉默博士設計了一個方案，用以驗證這一學說。他注意到，當遷徙季節來臨時，籠中的鳥會惶惶不可終日地亂跳。此時，他把幾隻關在籠子裡的鳥放進一個圓形的亭子裡，亭子裡開個天窗，記錄下每隻鳥的位置。他發現，它們經常頭朝著本應遷徙的方向。當窗戶關上後，鳥兒就失去了方向，四處亂飛亂跳。後來，他裝了一盞“燈光假太陽”，讓人工太陽在錯誤的時候和方向升落。結果，亭中的鳥又朝向人工太陽的錯誤方向飛去。
鳥類同樣也可以藉助星辰來判斷方向：現在一種比較流行的理論認為，鳥類的遷徙習性和辨別路途的能力是與生具有的，這隻能用遺傳來解釋。科學家們用鸛鳥做過實驗。生活在德國的鸛鳥有兩個品種，一種生活在西部，另一種生活在東部，它們在一定季節都要遷徙到埃及去。但是兩個品種的鸛鳥遷移的路線並不相同。生活在西部的鸛鳥飛越法國和西班牙上空，然後越過直布羅陀海峽，沿著北非海岸，飛抵埃及。而東部的鸛鳥則繞過地中海的末端直抵埃及。科學家把東部鸛鳥的卵，移置到西部鸛鳥的窩內，待孵出小鳥後，加上標記易於辨認。令人驚奇的是，東部的小鳥長大遷飛時，並沒有跟隨飼養它們的養母一起飛行，而是按照自己祖先固有的路線飛行。
在對於飛鳥定向飛行秘密的研究中，人們還發現，除了對地球磁場的反應、利用太陽和星辰以及自身的遺傳因素之外，飛禽的紅外線敏感性、它們的嗅覺和回聲定位系統也可能在定向中起到一定的作用。
科學家們對飛禽航行定向的現象進行了很多方面的探索，做了大量的觀察和研究，下面就是幾種影響較大、研究較深的理論：
利用地球磁場辨認方向：不少科學家認為，一部分飛禽是靠地球磁場來定向導航的。信鴿導航就是一個典型的例子。地球上的每一個點都有自己的地磁場，生物在長期的演化過程中，已經適應了這一物理環境因素，信鴿就啊憑藉著能感受地球磁場的強度變化這種特殊本領準確無誤地飛回家的。
根據太陽和星辰來導航：20世紀初，有人提出了一個假說，認為鳥類是依靠太陽來指引方向的，德國鳥類學家克拉默博士設計了一個方案，用以驗證這一學說。他注意到，當遷徙季節來臨時，籠中的鳥會惶惶不可終日地亂跳。此時，他把幾隻關在籠子裡的鳥放進一個圓形的亭子裡，亭子裡開個天窗，記錄下每隻鳥的位置。他發現，它們經常頭朝著本應遷徙的方向。當窗戶關上後，鳥兒就失去了方向，四處亂飛亂跳。後來，他裝了一盞“燈光假太陽”，讓人工太陽在錯誤的時候和方向升落。結果，亭中的鳥又朝向人工太陽的錯誤方向飛去。
鳥類同樣也可以藉助星辰來判斷方向：現在一種比較流行的理論認為，鳥類的遷徙習性和辨別路途的能力是與生具有的，這隻能用遺傳來解釋。科學家們用鸛鳥做過實驗。生活在德國的鸛鳥有兩個品種，一種生活在西部，另一種生活在東部，它們在一定季節都要遷徙到埃及去。但是兩個品種的鸛鳥遷移的路線並不相同。生活在西部的鸛鳥飛越法國和西班牙上空，然後越過直布羅陀海峽，沿著北非海岸，飛抵埃及。而東部的鸛鳥則繞過地中海的末端直抵埃及。科學家把東部鸛鳥的卵，移置到西部鸛鳥的窩內，待孵出小鳥後，加上標記易於辨認。令人驚奇的是，東部的小鳥長大遷飛時，並沒有跟隨飼養它們的養母一起飛行，而是按照自己祖先固有的路線飛行。
在對於飛鳥定向飛行秘密的研究中，人們還發現，除了對地球磁場的反應、利用太陽和星辰以及自身的遺傳因素之外，飛禽的紅外線敏感性、它們的嗅覺和回聲定位系統也可能在定向中起到一定的作用。