大多数组合导航系统以惯导系统为主，其原因主要是由于惯性导航能够提供比较多的导航参数。还能够提供全姿态信息参数，这是其他导航系统所不能比拟的。此外，它不受外界干扰，隐蔽性好，这也是其独特的优点。惯导系统定位误差随时间积累的不足可以由其他导航系统补充。

组合导航是近代导航理论和技术发展的结果。每种单一导航系统都有各自的独特性能和局限性。把几种不同的单一系统组合在一起，就能利用多种信息源，互相补充，构成一种有多余度和导航准确度更高的多功能系统。新的数据处理方法，特别是卡尔曼滤波（见波形估计）方法的应用是产生组合导航的关键。卡尔曼滤波通过运动方程和测量方程，不仅考虑当前所测得的参量值，而且还充分利用过去测得的参量值，以后者为基础推测当前应有的参量值，而以前者为校正量进行修正，从而获得当前参量值的最佳估算。当有多种分系统参与组合时，就可利用状态矢量概念。通常，取误差本身作为状态矢量，不是对速度、方位本身等作出最佳估计，而是对速度误差、方位误差等作出最佳估计。把这一估算从实际测得的速度、方位中减去，就得到此时此刻的速度、方位等参量。组合导航实际上是以计算机为中心，将各个导航传感器送来的信息加以综合和最优化数学处理，然后进行综合显示。导航传感器包括各种导航设备和计算机外部设备等，而显示设备等都是输出设备。

最基本的组合方法是以推测定位为主，定期用更高准确度的设备进行校正。

海上组合导航系统大致可分为简易型和大型两类。简易型组合导航系统采用大规模集成电路、模块结构和微型计算机控制，其优点是结构紧凑、可靠、轻便、价廉。大型组合导航系统常以惯性导航为主，再由卫星导航、天文导航和各种无线电导航设备作为校准手段，也有以卫星导航为主，与奥米加、罗兰和其他高准确度近程定位系统组合的系统。大型组合导航系统常与自动舵和防撞设备结合而成自动航行系统。大型组合导航系统大量使用微型计算机，实行多机并行工作；采用模块结构和标准接口，可以任意组合和扩展；采用最小二乘法或卡尔曼滤波技术提高系统的准确度。航空使用的组合导航系统种类很多。军用组合导航系统常以惯性导航为主，再与其他导航设备组合。民用组合导航系统常见的有伏尔导航系统、地美依导航系统、罗兰C导航系统、伏尔塔克导航系统、奥米加导航系统的组合。越洋飞行也用惯性导航与奥米加导航系统组合。

民航使用的新一代组合导航系统是飞行管理系统，把飞行姿态控制、飞行性能管理、导航、气象信息，数字仪表飞行和彩色屏幕显示等组合在一起，进行综合处理。