سیستم ناوبری اینرسی از ژیروسکوپ و شتابسنج برای اندازه گیری مقدار چرخش و شتاب ربات استفاده می کند. با انتگرال گیری از مقادیر اندازه گیری شده می توان موقعیت و سرعت ربات را بدست آورد اساس کار سیستم ناوبری اینرسی بر روی قوانین نیوتن است. سیستم ناوبری اینرسی با استفاده از خصوصیات ممان اینرسی سنسورهای نصب شده روی وسیله نقلیه موقعیت وسیله نقلیه را بدست می آورد. موقعیت یابی بر اساس استفاده از اندازه گیری شتاب و سرعت زاویه ای و پردازش آن انجام می شود. بنابراین اگر سیستم ناوبری اینرسی به طور مناسب مقداردهی اولیه شود موقعیت و سرعت جسم بدون احتیاج به هیچ مرجع خارجی و صرفا با اندازه گیری شتاب و سرعت زاویه ای بدست می آید یکی از مزیت های سیستم ناوبری اینرسی این است که از بیرون نمی توان کار آن را مختل کرد و همه وسایل اندازه گیری و محاسباتی در داخل سیستم قرار دارد و این می تواند در صنایع نظامی اهمیت ویژه ای داشته باشد. چون دشمن نمی تواند کار آنرا از بیرون مختل کند. در بسیاری از سیستم های موقعیت یابی می توان کار کرد سیستم را از بیرون تغییر داد مثلا در GPS می توان خطای دستی وارد کرد و یا در ناوبری راهنما می توان با جابه جایی نشانه ها و راهنماها کار سیستم را مختل کرد.

مزیت های سیستم ناوبری اینرسی را در حالت کلی می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
• سرعت خروجی بالایی دارد

• کاملا مستقل از شرایط محیطی جسم متحرک عمل می کند

• امکان مختل کردن کار سیستم از بیرون از جسم متحرک وجود ندارد
• در محیطهای داخلی و خارجی کارآیی دارد

  روش های پیاده سازی سیستمهای ناوبری اینرسی را می توان به سه گروه کلی دسته بندی نمود:

۱. هندسی

٢. نیمه تحلیلی( سیستم ناوبری اینرسی با صفحه پایدار)

٣. تحلیلی (سیستم ناوبری اینرسی بدون صفحه پایدار)

به علت اینکه سنسورهای اینرسی مورد استفاده در این سیستم ها شبیه به یکدیگر است دسته بندی معادلات حرکتی آنها نیز شبیه به هم می باشد.