以美國全球定位系統爲例，來說明衛星定位的基本原理。
24顆GPS衛星在離地面2萬200千米的高空上，以12小時的週期環繞地球執行，使得在任意時刻，在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。
由於衛星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛星到接收機的距離，利用三維座標中的距離公式，利用3顆衛星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X，Y，Z）。考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。
事實上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛星，這時，接收機可按衛星的星座分佈分成若干組，每組4顆，然後透過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。
由於衛星執行軌道、衛星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，以及人爲的SA保護政策(2000年5月1日取消)，使得民用GPS的定位精度只有100米。爲提高定位精度，普遍採用差分GPS(DGPS)技術，建立基準站 (差分臺)進行GPS觀測，利用已知的基準站精確座標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，並對外發布。接收機收到該修正數後，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差GPS，定位精度可提高到5米。
