La luz no penetra muy lejos en el océano, por lo que los submarinos deben navegar a través del agua prácticamente a ciegas. Sin embargo, los submarinos están equipados con cartas de navegación y equipo de navegación sofisticado. Cuando está en la superficie, un sofisticado sistema de posicionamiento global (GPS) determina con precisión la latitud y la longitud, pero este sistema no puede funcionar cuando el submarino está sumergido. Bajo el agua, el submarino utiliza sistemas de guía inercial (eléctricos, mecánicos) que realizan un seguimiento del movimiento de la nave desde un punto de partida fijo mediante el uso de giroscopios. Los sistemas de guía inercial tienen una precisión de 150 horas de funcionamiento y deben ser realineados por otros sistemas de navegación dependientes de la superficie (GPS, radio, radar, satélite). Con estos sistemas a bordo, un submarino puede ser navegado con precisión y estar a cien pies de su curso previsto.
Para localizar un objetivo, un submarino utiliza SONAR activo y pasivo (navegación y alcance de sonido). El sonar activo emite pulsos de ondas sonoras que viajan a través del agua, se reflejan en el objetivo y regresan a la nave. Al conocer la velocidad del sonido en el agua y el tiempo para que la onda de sonido viaje al objetivo y regrese, las computadoras pueden calcular rápidamente la distancia entre el submarino y el objetivo. Ballenas, delfines y murciélagos utilizan la misma técnica para localizar presas (ecolocalización). El sonar pasivo consiste en escuchar sonidos generados por el objetivo. Los sistemas de sonar también se pueden utilizar para realinear los sistemas de navegación inercial mediante la identificación de características conocidas del suelo oceánico .
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