據人們所知，鳥類在遷徙的過程中利用很多東西來為自己導航，其中包括地標、太陽的角度、星星、氣味，甚至還有地磁場。不過，科學家還是無法確切地知道候鳥究竟是用什麽作為地圖和羅盤的，更不用說怎麽使用它們了。
比如說有一群鳥不僅僅是飛向地理學上泛指的中美洲地區，而是飛向該地區某一個特定的地點。它們怎麽知道自己什麽時候能到達目的地？或許它們對當地的情況十分熟悉，可是它們又怎麽能如此精確地定向導航，飛過一個並不熟悉的地區上空，甚至是在漆黑的夜晚穿越海洋上空？
有可能是以前遷徙過的鳥給整個鳥群帶的路。但這似乎隻是一個比較淺顯的解釋而已。鳥類學家也深知這一點，因為在許多時候，幼鳥的雙親會在年底之前先行出發，留下幼鳥自己獨立生活，直到幼鳥發育完全、能夠自己完成遷徙時，它們才自行上路。
盡管可能從未去過那裏，但是看起來鳥類似乎知道自己遷徙的目的地，這大概是因為鳥類的基因中已經包含了相關信息的緣故。大部分的研究是針對鳥類的導航羅盤而展開的。比如，人們發現，即使是在陰天，鳥類也能根據偏振光判斷太陽的方向，然後確定所處位置和飛行方向。
即使對信鴿的研究已經持續了數百年，人類還是不知道為什麽信鴿被裝在封閉的箱子裏帶到幾百公裏之外的地方後，它們仍然能夠準確地找出回家的方向。