慣性導航系統在20世紀60年代後開始進入民航。它由陀螺儀和加速度計組成。陀螺儀可以測量出飛機在各個方向角速度的變化，它的構造原理與地平儀相同。加速度計是用來測量飛機在各個軸直線方向上速度的變化。加速度計的構造原理不算複雜。當人在面朝前方乘車時，如果車輛迅速起動，人就會被一個力壓到座椅靠背上。如果車輛急剎車，人的身體又會被拋向前方，這些都是加速度的作用。把一個品質塊用彈簧和飛機結構連在一起，此品質塊和它下面的支援面如果摩擦極小，可以自由移動的話，那麼當飛機減速時，品質塊向前運動，彈簧會被壓縮；飛機加速時，品質塊後移，彈簧就被拉長。測量此時彈簧的長度就可以算出加速度的大小。相對飛機的三個軸分別安裝三個專用的加速度計，這樣就可以測出飛機在每個軸方向上的加速度。根據物理定理和數學運算得知，如果知道了物體每一時刻的加速度，只要再知道了它的起始速度就能得出任一時刻的

　　速度。如果知道物體出發的位置，運用數學公式可以得出此物體離開出發點的距離。用三個加速度計和三個陀螺儀組成了慣性測量系統，把飛機在它的三個軸上的角度變化率(角加速度)和加速度分別測出來，再用電腦對這些數據進行運算就能得出飛機在任一時刻的速度、姿態的數據。進一步就可以算出飛機已飛行的距離、方向和實際的位置。並且電腦還可以提前為飛機算出應該採用什麼樣的航向、速度以使飛機按照預先設定的航線飛行。慣性導航系統不依賴地面設施的幫助，飛機可以用它實現自主導航。慣性導航系統依靠在初始的位置上把以後得到的數據不斷加上去來得到所需的數據，因此初始的位置數據如果不精確，以後所得出的一系列數據就都不準確。為了防止這種失誤，飛機在起飛前必須在機場把當地的數據(經、緯度等)準確無誤地輸入系統，並對慣性導航的各種數據予以校準。慣性導航在數學運算方面，主要是使用連續相加(積分)的辦法，如果

　　每一個數據出現一點微小的誤差，經過多次相加，累積起來，最後得出的數據將會與真實情況出現很大的誤差，這是它長期得不到實用的主要原因。

　　其實在飛機出現前l50年，英國物理學家牛頓就用這種方法計算出行星運作的軌道位置。可是在飛機發明後的幾十年，慣性導航仍未能用到航空上去，主要因為當時這種儀器的製造精度不夠而且也缺乏能準確快速運算的電腦與之配套所致。如今慣性導航儀的誤差已縮小到飛行l0000千米只有不到400米的程度。當今飛機在飛越大洋和大面積的無人區時，慣性導航是最為廣泛使用的有效導航手段。在有航路的地區，慣性導航的精確度不如vOR—DME系統，此外慣性導航系統設備的價格也比較昂貴，目前僅在大中型飛機上裝備有這種導航設備。