中国使用指南针导航不久，就被阿拉伯海船采取，并经阿拉伯人把这一伟大发明传到欧洲。恩格斯(Friedrich Engels，1820年—1895年)在《自然辩证法》(Dialectics of Nature)中指出：“磁针从阿拉伯人传至欧洲人手中，时间是在1180年左右”。1180年是我国南宋孝宗淳熙七年。中国人首先将指南针应用于航海比欧洲人至少早80年。
著作《梦溪笔谈》的北宋科学家沈括，在制作和应用指南针的科学实践中，发现了磁偏角的存在。沈括精辟地指出，这是因为地球上的磁极不正好在南北两极的缘故。指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用，使人们获得了全天候航行的能力，人类第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。从此开辟了许多新的航线，缩短了航程，加速了航运的发展，促进了各国人民之间的文化交流与贸易往来。指南针对航海事业具备重要的意义。
英国的汉学家、科学史专家李约瑟(Noel Joseph Terence Montgomery Needham，1900年—1995年)说：“你们的祖先在航海方面远比我们的祖先来得先进。中国远在欧洲之前懂得用前后帆的系统御风而行，或许就是这个原因，在中国航海史上从未用过多桨奴隶船。”
所谓牵星术，就是利用天上星宿的位置，以及其与海平面的角高度，来确定航海中船舶所走位置与航行方向的方法，因此又称为天文航海术。
早在秦汉时代，人们已经知道在海上乘船看北斗星就可以辨识方向。到印度取经学习的东晋僧人法显在乘船回国时说：“大海弥漫，无边无际，不知东西，只有观看太阳、月亮和星辰而进。”
直到北宋发明指南针之后，人们仍以观看星体位置及其高度，作为导航的辅助手段。大约到了元明时期，我国天文航海技术有了很大的发展，已经能够观测星的高度来订定地理纬度。
牵星术的工具叫牵星板，用优质的乌木制成。一共十二块正方形木板，最大的一块每边长约二十四厘米，以下每块递减二厘米，最小的一块每边长约二厘米。另有用象牙制成一小方块，四角缺刻，缺刻四边的长度分别是上面所举最小一块边长的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。
郑和航海图中的牵星图。（图片来源：维基百科）
若是用牵星板观测北极星，左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上边缘是北极星，下边缘是水平线，这样就可以测出所在地的北极星距水准的高度。高度高低不同，可以用十二块木板和象牙块四缺刻替换调整使用，求得北极星高度后，就可以计算出所在地的地理纬度。
