在一次实验中，有人在威尔士海岸斯科克霍姆岛上将一只墨嘴海鸥从它的巢里抓了出来，到了5000千米以外的波士顿又放了它。12天以后它又回到了自己的巢中，居然比告知放飞消息的信件还早到了一天。动物是如何克服危险路程安全返回的呢？以下就介绍几种动物独特的定向本领。
靠嗅觉导向
大量哺乳动物在短距离范围内主要靠嗅觉定向。嗅觉也帮助蝾螈和其他两栖动物找到产卵的水域，让海龟游到数千米外可以产卵的海滩。大马哈鱼穿越大洋返回到自己原来孵化出来的同一条河流里产卵，其大部分旅程依靠太阳的位置、海流以及依靠它的嗅觉,最后到达淡水附近时，它能根据河水的气味“回忆”起自己的出生地。
根据太阳的位置定向
信鸽可以在远隔数百千米之外的陌生地方飞回家。地面的可见物对鸟类几乎不起作用，而它们利用生物钟精确计算的太阳位置则起决定性作用。如在实验室里对明暗交替的时间(白昼和黑夜的节律)进行人工改变，这样就可以改变鸽子体内的生物钟。
用磁场代替太阳定向
太阳被云层挡住后，信鸽的飞行方向几乎毫无影响，即使生物钟被人工改变后的信鸽也一样。信鸽能够把磁场用作第二种定向系统。有人为了证明这一点，在信鸽的脖子上绑了一块磁铁以干扰天然磁场，结果发现一群鸽子朝任何一个方向飞的都有，而脖子上绑了一块黄铜棒的鸽子则没有受到任何方向的干扰。然而在无云的晴好天气里，信鸽尽管脖子上绑了干扰磁场但还是能根据太阳的位置朝正确的方向起飞。
夜晚靠星空指路
夜间活动的鸟在实验笼中看到了星空后烦躁起来，频频做出起飞的举动，春季往北，秋季往南。有人用燕雀进行试验，通过进一步的实验表明，燕雀能准确计算北极星附近星星的移动，即使在人造星空中缺掉了北极星，它的定向也不受影响。
靠次声波定向
今天人们已经知道，有些鸟类能听到次声波范围，即它们的听觉能辨别最低达到0.1赫兹的低频，所以比人的听觉(16到20000赫兹)更灵敏。鸟类用于定向的次声波来自海浪、急流风、山谷的气流等。
测光定向
来自太阳的光线有完全不同的振动平面，一部分光线在穿越大气层时受到偏振，结果只在一个平面上振动。有些动物在迁徙时就利用这一现象定向。动物利用光线的偏振度能知道太阳的具体位置，即使太阳被云层、山脉或地平线遮挡也不受影响。