Космическая навигация — управление перемещением космического аппарата; в более узком значении навигационная задача содержится в определении расположения космического аппарата и прогнозировании его перемещения.
Для целей космической навигации применяют измерительные устройства и электронные счётные автомобили, установленные на борту космического аппарата, и наблюдения аппарата с Почвы. В ответе задач навигации может принимать участие и астронавт.
Способ инерциальной навигации основан на механических явлениях, регистрируемых бортовыми чувствительными устройствами — акселерометрами. Они измеряют ускорение аппарата под влиянием силы тяги, сопротивления среды и др. Эти сведения передаются вычислительному устройству, которое определяет в любую секунду времени координаты и скорость аппарата. Наряду с этим во внимание принимаются и сведения о силах тяготения, воздействующих на перемещение аппарата, каковые акселерометры измерить не смогут.
Способ радионавигации разрешает выяснить посредством наземного радиолокатора: направление на космический аппарат, расстояние до него (по времени прохождения в том направлении и обратно сигнала, отправленного радиолокатором и возвращенного обратно прибором-ответчиком) и лучевую скорость.
Способ астрономической навигации употребляется в большинстве случаев в дальних космических полетах. Он основан на наблюдениях светил на небесной сфере и во многом сходен с способом, применяемым навигаторами морских самолётов и кораблей. Посредством оптических устройств измеряются угловые расстояния между планетой и какой-либо из броских неподвижных звезд, между Солнцем и планетой, между звездой и Солнцем. Вблизи планеты положение аппарата определяется по угловому расстоянию между краем и звездой видимого диска планеты либо каким-либо ориентиром на ней, по моменту затмения планетой звезды либо захода Солнца. Измерение углового диаметра планеты разрешает выяснить расстояние до нее. В окрестности Почвы ключевую роль играются наблюдения Луны.