中國使用指南針導航不久，就被阿拉伯海船採取，並經阿拉伯人把這一偉大發明傳到歐洲。恩格斯(Friedrich Engels，1820年—1895年)在《自然辯證法》(Dialectics of Nature)中指出：「磁針從阿拉伯人傳至歐洲人手中，時間是在1180年左右」。1180年是我國南宋孝宗淳熙七年。中國人首先將指南針應用於航海比歐洲人至少早80年。
著作《夢溪筆談》的北宋科學家沈括，在製作和應用指南針的科學實踐中，發現了磁偏角的存在。沈括精闢地指出，這是因為地球上的磁極不正好在南北兩極的緣故。指南針及磁偏角理論在遠洋航行中發揮了巨大的作用，使人們獲得了全天候航行的能力，人類第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。從此開闢了許多新的航線，縮短了航程，加速了航運的發展，促進了各國人民之間的文化交流與貿易往來。指南針對航海事業具備重要的意義。
英國的漢學家、科學史專家李約瑟(Noel Joseph Terence Montgomery Needham，1900年—1995年)說：「你們的祖先在航海方面遠比我們的祖先來得先進。中國遠在歐洲之前懂得用前後帆的系統御風而行，或許就是這個原因，在中國航海史上從未用過多槳奴隸船。」
所謂牽星術，就是利用天上星宿的位置，以及其與海平面的角高度，來確定航海中船舶所走位置與航行方向的方法，因此又稱為天文航海術。
早在秦漢時代，人們已經知道在海上乘船看北斗星就可以辨識方向。到印度取經學習的東晉僧人法顯在乘船回國時說：「大海瀰漫，無邊無際，不知東西，只有觀看太陽、月亮和星辰而進。」
直到北宋發明指南針之後，人們仍以觀看星體位置及其高度，作為導航的輔助手段。大約到了元明時期，我國天文航海技術有了很大的發展，已經能夠觀測星的高度來訂定地理緯度。
牽星術的工具叫牽星板，用優質的烏木製成。一共十二塊正方形木板，最大的一塊每邊長約二十四厘米，以下每塊遞減二厘米，最小的一塊每邊長約二厘米。另有用象牙製成一小方塊，四角缺刻，缺刻四邊的長度分別是上面所舉最小一塊邊長的四分之一、二分之一、四分之三和八分之一。
鄭和航海圖中的牽星圖。（圖片來源：維基百科）
若是用牽星板觀測北極星，左手拿木板一端的中心，手臂伸直，眼看天空，木板的上邊緣是北極星，下邊緣是水平線，這樣就可以測出所在地的北極星距水準的高度。高度高低不同，可以用十二塊木板和象牙塊四缺刻替換調整使用，求得北極星高度後，就可以計算出所在地的地理緯度。
