慣性導航系統(Inertial Navigation System) 是一個使用加速計和陀螺儀來測量飛機的速度、位置、距離及姿態等資訊的裝置。最大特色在於它可以獨立運作，不需要外部參考資訊，常常被用在飛機，潛艇，飛彈和各種太空飛行器上。
1960年代以前，雖然已有相當進步的無線電導航科技，但海洋上缺乏無線電導航站，難以用無線電導航進行精確的定位。由於當時的客機的航程非常有限，若是進行長程跨洋飛行，航線必須相當精準，而航路上飛機的密度越來越高，若無法更精確回報位置，更有空中相撞的風險。
這個狀況在1960年代末期終於被解決。由通用汽車飛機部門(General Motor AC Division)利用NASA阿波羅登月計畫所發展出的陀螺導航科技，製造出隨時可以定位飛機位置的羅賽爾4代慣性導航系統(Carousel IV Inertial Navigation System)，被安裝在芬蘭航空的1架DC-8噴射客機上，於1969年10月20日(也有文獻記載是10月21日)成功執行了從赫爾辛基飛往紐約的111號航班，成為民航史上首次使用慣性導航系統的營運的航班。
慣性導航系統在使用前，飛機必需靜止於地面上，輸入飛機所在位置的經緯度，讓慣性導航系統作一個類似歸零的動作，之後慣性導航系統才能正常運作。
但慣性導航系統還是會有誤差。它的誤差會隨著飛行時間而累積，也就是說飛行十幾個鐘頭後，誤差可能達到20-30浬。因此還是會搭配傳統導航電台定位方法來修正位置的誤差。
現代化的飛機，已將導航的任務交給了飛航管理系統(flight management system, FMS)，由飛航管理系統，統整全球定位系統(GPS)、慣性導航系統(INS)，以及導航台定位的資料，提供駕駛艙的顯示及自動導航系統來操作飛機。
慣性導航系統是唯一不必使用外界資訊的導航方法，利用導航台或衛星導航，還有可能碰到這些系統停工，甚至太陽黑子活動的影響，只有慣性導航系統可以在這種情況下，不間斷的提供導航資料。因此慣性導航系統還是成為現代化客機的備用系統。
