Egy csillaghajó navigálásához rengeteg adatra van szükség, melyek a hajó pontos helyzetének megállapításához szükségesek.

A föderációs csillaghajók navigálása a galaxisban egy hatalmas információs adatbázis és a fedélzeti érzékelők által adott adatok alapján történik. A USS Enterprise-D a hajó pozícióját a galaxis középpontjához képest számolja ki, vagy egyéb "fix" referencia ponthoz képest, mint pl. a Föld. Közeli manővereknél, mint például a dokkolás, a helyzetmeghatározás 2.75 centiméterre pontos. Egyéb esetekben 10 (esetleg 100) kilométeren belül képes meghatározni a helyzetét.

A navigációs műveleteket általában a conn-ról (navigációs állomásról, "kormány") vezérlik a parancsnokló tiszt utasításai alapján. Az irány megadásának legegyszerűbb módja a cél megnevezése; amint betáplálták az adatokat a kormányba, a hajó komputerei a navigációs adatbázis alapján automatikusan meghatározzák a röppályát. Ha egy olyan nagy területet, mint pl. egy szektort adnak meg, akkor a komputerek a terület középpontjába vezető utat adják meg. Gyakran egy másik hajót jelölnek meg célként. Amíg a hajó érzékelőtávolságon belül van, a számítógép képes megadni az elfogó pályát.

Navigációs utasításokat galaktikus koordinátában is megadhatnak. Azonban ezt a módszert ritkán használják, mivel ki kell számítani a vonatkozó koordináta információkat. Ezért legtöbbször relatív irányokat adnak meg. Ez két egymásra merőleges síktengelyből áll: az első a vízszintes, a második a függőleges. Mindkét tengelyt 360 fokonként osztják fel, és 0 jelöli az egyenesen előre irányt.

Így ha a megadott irány 000.0, akkor a hajó nem változtat addigi repülési helyzetén. A vízszintes síkon az értékek a hajó jobb oldala felé nőnek; a függőleges síkon a hajó feletti irányokban növekednek. A 150.0 irány ezek szerint azt jelent, hogy a hajó 150 fokot fordul jobbra, de nem billen fel vagy le. A 150.20-as irány esetén a hajó 150 fokot fordul jobbra, és 20 fokkal növeli az állásszögét az eredetihez képest. A navigációs utasításokat ilyen alakban adják meg. A valóságban ez annyival egészül ki, hogy a két tengelyt a hajót és a galaxis középpontját összekötő képzeletbeli vonal körül van. A 000.0-ás irány így pontosan a galaxis középpontja felé vezető irányt jelöli.

Az utasítások egyszerűek lehetnek, de a csillagközi célok közötti út kiszámítása igen nehéz feladat. Ez azért van, mert lehetetlen egy teljesen pontos térképet készíteni a galaxisról; minden tárgy a saját irányába mozog. A nehézségek ellenére a Föderáció a galaxis nagy részét felvázolta, valamint egyéb információforrásokat is igénybe vesznek, szubtéri állomásokat, föderációs hajókat, szondákat és érzékelőplatformokat, hogy folyamatosan frissítsék az adatokat. A Csillagflotta Csillagtérképészeti részlege a csillagok jóval nagyobb részét feljegyezte, mint amit emberi expedíciók elértek. A Föderáció szélén lévő Argus állomás például fényévekkel távolabbi rendszerekről is gyűjt adatokat. Ezeket az adatokat rendszeresen frissíti, az információkat pedig elküldi a Föderáció helyőrségeinek. A Csillagflotta is frissíti a galaktikus adatbázist, rendszeren küld ki szondákat és mélyűri felfedező hajókat az űr felfedezetlen részeibe. Majd az adatokat visszaküldik a központba, ahonnan a többi hajó adatbázisát is frissíthetik.

Az Enterprise számos érzékelővel van felszerelve, amelyek - együttműködve az adatbázissal - még pontosabb információt képesek szolgáltatni. Utazás közben nagyon fontos, hogy a hajó komputerei pontosan meg tudják határozni a sebességet, hogy megadhassák a hajó pillanatnyi helyzetét. A Föderációs Bázisidő Jelzőállomásainak kiterjedt hálózatán keresztül az Enterprise lekérdezheti az abszolút időt, amiből kiszámíthatja a sebességet. Amikor a hajó nem tud kapcsolatban lépni a jelzőállomásokkal, akkor a fedélzeti bázisidő processzorok szolgáltatják az adatokat, de ezeket néhány temporális torzulás befolyásolhatja, ezért amint lehet a hajónak szinkronizálnia kell az adatokat egy állomással. Az időtorzulások nagy impulzus sebességnél igen jelentősek, de a hajó irány- és navigációs alprocesszorai nagyban kompenzálhatják ezt. Egy röppálya kiszámításakor olyan repülési utat kell kiszámolni, amely elkerüli a veszélyesebb tárgyakat, mint például egy csillag vagy egyéb szilárd tárgyak. Utazás közben a számítógépek folyamatosan frissítik a repülési tervet, korrigálják az irányt, ha új adatokat kapnak a környezetről.