الملاحة الفلكية هي عملية حساب موقع السفينة من خلال مراقبة النجوم. شكل الربع والإسطرلاب أهم الأدوات للقيام بهذا الحساب. فباستخدام هذه الأدوات، كان من السهل نسبيًا قياس خط العرض من خلال مراقبة موقع الشمس والقمر والكواكب. أما قياس خطوط الطول فكان أكثر صعوبة، حيث كان يعتمد على قياس الوقت و الذي بدوره كان يعتمد على أجهزة غير دقيقة مثل الساعات الميكانيكية أو الساعات الرملية أوالساعة المائية لمعرفة المسافة المقطوعة، فكان عليهم أن يسجلوا وقت الميناء عند المغادرة والذي كان لا بد من مقارنته بالوقت المحسوب على متن السفينة. كان فارق التوقيت مضروبًا في قياس الزاوية عند خط عرض معين يعطي المسافة المقطوعة.

وبما أنه لا يمكن الاعتماد على دقة الساعات الميكانيكية، فإن الطريقة الأكثر دقة هي حساب ما يعرف بالمسافات القمرية. نظرًا للسرعة التي يتحرك بها القمر عبر السماء في الليل، فإن دورته حول الأرض يمكن أن تكون بمثابة مؤشر فعال للوقت. يمكن للملاحين التنبؤ بموقع القمر بالنسبة للنجوم والكواكب في موقع معين تكون إحداثياته الجغرافية معروفة. وهكذا، فإن مسافة القمر من النجوم المرجعية، التي تم قياسها على متن السفينة، تؤدي لمعرفة خط الطول بالنسبة لموقع المراقبة.