Для успешного совершения миграций в сезонном и видоспецифичном направлении птицам необходимы компасные системы. Первыми были описаны солнечный и звездный компасы, однако с открытием магнитного компаса интерес исследователей в основном направлен на него. Солнечный и звездный компасы иногда объединяют в единую астрономическую компасную систему, противопоставляя ее магнитной, однако правомерность этого утверждения еще не доказана. Для ориентации по солнцу птица должна использовать систему компенсации его неравномерного движения в течение дня (т.н. “внутренние часы”). В связи с этой неравномерностью, а также региональными и сезонными различиями солнечной дуги, считается, что солнечный компас не используется при миграциях на большие расстояния. Птицы также используют солнечный поляризованный свет на закате и восходе для калибровки других компасов. В отличие от солнечного, звездный компас мигрирующих ночью птиц не зависит от чувства времени. Солнечный и звездный компасы птиц не являются врожденными. Считается, что птица обучается распознавать движение солнца по небу в течение первых недель жизни, а также находить центр вращения звездного неба, совпадающий с Полярной звездой, до первой миграции. Использование луны в качестве компасной системы для птиц маловероятно.
