導航定位技術通常基于兩類基本技術：直接定位與航位推算。

直接定位采用可識別的外部信息直接確定位置。比如采用了無線電信號的衛星定位，可以提供長時間誤差只有幾米（單點定位）或幾厘米（RTK定位）的高精度位置輸出。還有采用了紅外信號的激光測距，以及可以探測水聲信號的聲納探測，甚至在生活中通過觀察建筑物、標識牌等方法確定所在位置，都屬于直接定位方法的具體體現。

航位推算通常能夠測量行程、速度（加速度）、方向（角速率）等信息，在初始的位置、速度、姿態等狀態參數已知時，即可通過推算得出當前的狀態參數。在現代導航設備中常見的慣性導航系統（Inertial Navigation System，INS），就是典型的航位推算導航系統，能夠提供有效的角速率和加速度測量；還有常被人們用作航海領域的速度單位“節”，就源于一種傳統的航位推算方法：用卷輪將打結的繩索從船的后部放下去，以此來記錄行程并獲取速度。

由于直接定位和航位推算各有其優缺點：直接定位通過辨識外部信息，通常可以實現高精度的快速定位，但其信號易被遮擋或干擾，很難提供連續的導航結果；航位推算通常不易被外界干擾，能夠連續輸出狀態參數的測量結果，但使用時需要進行初始化、并且誤差在推算的過程中會不斷累積。因此在實際的應用中，尤其是在航空航天、自動駕駛等高新技術領域，單一的直接定位或航位推算技術已經愈發難以滿足需求。

組合導航系統通常由兩個或更多的基于不同導航技術的子系統構成，利用不同導航技術迥異的誤差特性并結合其優勢，通過連續工作的組合導航系統來提供連續、完整的導航參數。常見的組合導航系統包括GNSS/INS組合導航系統、視覺慣性里程計（visual inertial odometry，VIO）等。其中GNSS/INS組合導航系統結合了直接定位中的衛星導航系統和航位推算中的慣性導航系統兩種技術的優勢，使GNSS測量賦予INS位置初值，并抑制慣性導航的漂移，而INS對GNSS導航結果進行平滑并彌補其信號中斷。