没有卫星导航之前，飞机飞行一般使用惯性导航。
通过测量飞行器的加速度(惯性)，并自动进行积分运算，获得飞行器瞬时速度和瞬时位置数据的技术。
17世纪，I.牛顿研究了高速旋转刚体的力学问题。牛顿力学定律是惯性导航的理论基础。1852年J.傅科称这种刚体为陀螺，后来制成供姿态测量用的陀螺仪。1906年H.安休兹制成陀螺方向仪，其自转轴能指向固定的方向。1907年他又在方向仪上增加摆性，制成陀螺罗盘。这些成果成为惯性导航系统的先导。1923年M.舒拉发表“舒拉摆”理论，解决了在运动载体上建立垂线的问题，使加速度计的误差不致引起惯性导航系统误差的发散,为工程上实现惯性导航提供了理论依据。1954年惯性导航系统在飞机上试飞成功。1958年，“舡鱼”号潜艇依靠惯性导航穿过北极在冰下航行21天。中国从1956年开始研制惯性导航系统，自1970年以来，在多次发射的人造地球卫星和火箭上，以及各种飞机上，都采用了本国研制的惯性导航系统。
惯性导航系统属于一种推算导航方式．即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置．因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离。
惯性导航系统有如下主要优点：
（1）由于它是不依赖于任何外部信息．也不向外部辐射能量的自主式系统．故隐蔽性好且不受外界电磁干扰的影响；
（2）可全天侯全球、全时间地工作于空中地球表面乃至水下。
（3）能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好而且噪声低。
（4）数据更新率高、短期精度和稳定性好。
其缺点是：
（1）由于导航信息经过积分而产生，定位误差随时间而增大，长期精度差；
（2）每次使用之前需要较长的初始对准时间；
（3）设备的价格较昂贵；
（4）不能给出时间信息。
