欧洲航海家到12世纪才开始使用罗盘，但在此以前，古代航海家已在大海上四处航行了。
　　公元前5世纪，居住在今黎巴嫩的腓尼基人，驾驶船幅宽阔的月牙形桨帆船，穿过直布罗陀海峡，横渡经常有风暴的比斯开湾，到不列颠和锡利群岛换取锡材。在公元头10个世纪，太平洋上的古玻里尼西亚人驾着舷外有托架的独木舟，横过数千哩汪洋，到夏威夷、复活节岛和纽西兰之间的一些小岛定居。探测航道。早期的航海家通常沿着海岸航行，晚间则靠岸停泊。
　　那时，他们已经懂得使用测深索选择航道了。测深索的一端系有重物，通常是铅，底部挖空，黏住兽脂。把测深索投进海里，可量出水深，而从兽脂沾上的沙石泥土可了解海底情况。如果兽脂没有沾上泥沙，说明海底是岩石。绳索上系有标记，用以测量水深。标记间的距离，一般为两臂左右平伸的长度，即传统的量度单位 ，一有六尺，约合 1.8 米。 的名称源自北欧海盗对这个长度单位的叫法，由挪威语“拥抱”衍生而来。观星导航和观察风向导航。
　　在大海中，白天有太阳的时候，航行者可根据太阳的方位大致决定航向；到了晚上，就靠星辰导航。古腓尼基人知道小熊星座永远位于北方，于是靠小熊星座导航。古玻里尼西亚人也以星辰导航。他们有时带上充足的食粮和用品，乘坐长18米的独木舟，作3200多公里的远航，历时数星期。他们观察各小岛上空升至天顶的星，就知道小岛所在的纬度，并根据在海平线上出没的一颗星决定航向。那颗星降至看不见，或升至太高时，他们就以同一方位的另一颗星来导航。
　　希腊人和腓尼基人知道地中海盛行风的风向，就以此导航。他们把风向绘制成罗盘状的风图，称为“风玫瑰”。航海时根据太阳的位置估计风向，再与风玫瑰对比找出航向。他们还能根据风的强度、温度和湿度辨别是北风还是南风等等。风玫瑰一直为航海家所沿用，中古时还绘在航海图上。
　　意大利人视风由何处吹来为风命名，例如希腊风（东北）、黎凡特风（东）以及西洛可风（东南）等，观察风情导航。古玻里尼西亚人懂得观察星辰，也善于利用海洋的种种现象来导航，正如北美印第安猎人长于观察地面情况一样。有关海洋和星空的故事，千百年来代代相传，航海者都耳熟能详。有经验的水手在甲板上就感觉得到洋涌和极轻微的洋流，藉此导航。他们知道洋流会否使船偏离原来的航线，从而调整航向；又能根据洋涌的情况得知，前面是开阔的汪洋还是满布海岛的水域。他们还可从云聚集的情况和下方反映到云层底部的颜色得知，云层下方是否有海岛。
　　公元前四世纪的希腊天文学家彼西雅斯，已知是第一个利用太阳确定自己所在地方纬度的人。公元前310年他从西班牙加地斯乘船出发，循欧洲海岸驶往不列颠。他测定了故乡马沙利亚（今马赛，当时是希腊殖民地）的纬度。
　　埃及出生的希腊天文、地理学家托雷米，在公元2世纪绘制世界地图，就沿用了彼西雅斯的方法。托雷米还采用一世纪推罗出生的腓尼基人马里纳斯首创的方法，在航海地图上画上由纵横平行线构成的方格。