Khả năng định hướng của động vật đã được Charles Darwin đề xuất vào năm 1873[3]. Vào thế kỷ 20, Karl von Frisch đã chỉ ra rằng ong mật có thể định vị để điều hướng bằng mặt trời, bằng mô hình phân cực của bầu trời xanh và từ trường của trái đất, chúng dựa vào mặt trời khi có thể. William Tinsley Keeton đã chỉ ra rằng chim bồ câu có thể sử dụng một loạt các tín hiệu điều hướng, bao gồm mặt trời, từ trường trái đất, khứu giác và tầm nhìn[4]. Ronald Lockley đã chứng minh rằng một con chim biển nhỏ thuộc loài Manx shearwater có thể tự định hướng và bay về nhà với tốc độ tối đa, khi được thả ra xa nhà, miễn là có thể nhìn thấy mặt trời hoặc các vì sao.

Một số loài động vật có thể tích hợp các tín hiệu của các loại khác nhau để tự định hướng và điều hướng hiệu quả. Côn trùng và chim có thể kết hợp các điểm mốc đã ghi nhớ với hướng cảm nhận (từ trường trái đất hoặc từ bầu trời) để xác định vị trí của chúng và do đó để điều hướng. Tấm bản đồ bên trong tâm trí thường được hình thành bằng cách sử dụng thị giác, nhưng các giác quan khác bao gồm khứu giác và định vị bằng tiếng vang cũng có thể được sử dụng. Khả năng định hướng của động vật hoang dã có thể bị ảnh hưởng bất lợi bởi các sản phẩm hoạt động của con người, có bằng chứng cho thấy thuốc trừ sâu có thể cản trở việc định vị hướng của ong và ánh đèn (Ô nhiễm ánh sáng) có thể gây hại cho việc điều hướng của rùa khi bơi.

Theo kinh nghiệm thì loài chó với bộ óc thông minh, tố chất đánh hơi phân biệt sự vật và định vị không gian tốt hơn loài trâu, vốn chỉ có khả năng định hướng trong phạm vi gần. Người đi cày dẫn trâu về đến làng, xuống ao rửa chân để trâu trên bờ, trâu có thể đủng đỉnh tự tìm đường về ngõ, về nhà và về chuồng nhưng nếu thả trâu giữa cánh đồng rộng, hay trên rừng, trên núi khá xa nhà thì trâu có thể hoàn toàn mất khả năng định hướng tìm lối về. Trong khi đó thì những con chó có thể lần ra đường về kể từ nơi xuất phát, có những con chó bị thất lạc ở nơi rất xa, trong nhiều ngày nhưng rồi lại thấy nó thình lình trở về, bản năng nhận biết và nhớ của hai loài vật này là không giống nhau[2]. Một con vật thân thuộc khác cũng định vị hướng tốt là con ngựa, nó loài vật khôn ngoan, dù đi xa, thời gian qua lâu nhưng ngựa vẫn nhớ đường về nên người xưa có câu "ngựa quen đường cũ".