最初的指南针叫做“司南”，是我国历史上最早出现用来判断方向的工具，其主要在陆地使用。而对于航海而言，早在春秋战国时期，海上导航技术已与天文学联系起来，人们已经对二十八星宿和一些恒星进行了定位观测，北极星和太阳成为导航标志。

　　指南针在11世纪末、12世纪初已作为我国海上导航的一种辅助设备，在天气阴晦时使用。北宋时期的指南针及以后出现的罗盘已经广泛应用于航海，并逐渐取代北极星和太阳成为最主要的导航标志；明代指南针的应用更为普及与精确。过去指南针的运用，主要是单针与缝针之法。到明代已经有“定三针方法”、“定四针方法”，几个指南针一齐运用于确定航向，确定航程。指南针使用之初并无方位盘，直到南宋时提出的罗盘方出现了分度标志，使得航路航向更为清晰准确。

　　元明时期的“牵星术”来确定船舶的航行位置。牵星术，乃是当时一种利用天文状况进行测位的航海技术。通过观察某一星辰的高度，借以确定船只所在的地理位置。特别是在深海中，地形水势难以提供有效的识别，无所凭依，往往以天象来确定航位。在北半球经常测北极星；在赤道附近或南半球看不到北极星，经常牵的星是华盖星。“牵星术”可成功地测量纬度，但却无法测量经度，直到18世纪六分仪的出现。六分仪可测量经度，且精度比较高，最高能达到10角秒，轻便易用，所以它能够迅速取代之前操作复杂的星盘，成为在海洋上测量地理坐标的利器，也彻底解决了精确确定海上航线这一困扰无数航海家的难题。