鸟类在迁徙过程中具有定向导航的能力。鸟类不仅具有定向导航的能力，并且是相当发达的。实验证明，许多鸟类（例如家燕、企鹅）次年春天可返回原巢繁殖。即使用飞机将迁徙鸟类运至远离迁徙路线的地区内，释放数天后，仍可返回原栖地。因而人们对于鸟类定向导航的现象，早就有所了解。然而对于导航定向机制的研究，直到上世纪50年代才开始。通过实验，人们相继提出了许多解释鸟类定向机制的理论，主要有如下几种看法：
1.训练和记忆。
认为鸟类具有一种固有的由遗传所决定的方向感。这种方向感，随着幼鸟跟随亲鸟迁徙，不断地加强对迁徙路线的记忆。
2.视觉定向。
依靠居留和迁徙途径的地形和景观如山脉、海岸、河流、森林和荒漠等作为标记，并不断地随老鸟学会传统的迁徙路线。
3.天体导航。
鸟类能利用太阳和星辰的位置定向。现在已知能够利用星辰定向的鸟类还有白喉雀等。
4.磁定向。
鸟类可以通过感应地球磁场极性的方法进行定向的一种方式。很早以前，人们就推测在鸟类迁徙过程中的导航定向可能与磁场有着某种联系。此外，鸟类迁徙还可以借助于风定向、嗅定向等。