航海中航法計算、船位確定和船舶避碰操作的自動化，以及航向、航速的自動控制。實現船舶駕駛自動化能提高航行安全程度和經濟效益，並可減輕駕駛員勞動強度。
船舶駕駛自動化技術的發展是基於電子技術、自動控制技術和電子電腦技術的發展。船舶駕駛自動化起始於自動操舵裝置的採用。1920年德國最先採用安許茨自動操舵儀。50年代末到60年代初，比例、積分、微分控制技術的應用，提高瞭自動操舵儀的操縱性能。70年代微處理機的引入，使自適應自動動操舵儀進入瞭實用階段，並成為綜合導航系統實施船舶操縱的航向指令機構。完成船舶駕駛自動化功能是靠以電子計算機為核心，集合多種導航設備的控制裝置的綜合導航系統。它包括航法計算子系統、組合定位子系統、避碰操作子系統、航向保持子系統以及貨物配載、航行日志記錄等輔助性自動化子系統。開展駕駛自動化的船舶可根據需要選擇子系統。
航法計算自動化 根據設定的航行起始點、終止點、各轉向點的經、緯度及轉向點之間所采用的航法（如恒向線航法、大圓航法或混合航法），通過航法計算子系統，即進行航海計算的程序裝置，計算出各段航線的航向和航程，各轉向點經、緯度與航向數據，並提供給航向保持子系統，作為自動操船的依據。當船舶駛近轉向點進入設定距離范圍時，航向保持子系統發出警告，在駕駛員的認可下，船舶駛抵轉向點時自動完成轉向。航行過程中駕駛員根據需要可修改轉向點。
組合定位自動化 匯集多種導航定位設備所提供的船位信息，用組合定位子系統進行組合處理。推算船位用的設備（羅經和計程儀、慣性導航儀等）和無線電定位設備（無線電測向儀、羅蘭、臺卡、奧米加、衛星導航接收機等）都是對組合定位子系統提供導航定位信息的傳感器。各傳感器所提供的各有差異和精確度不同的船位數據，經加權處理，即按最小方差估算理論進行濾波處理，隨時給出最佳估計船位。當由於海上風與流的影響，實際船位偏離計劃航線時，航向保持子系統根據經濾波處理的船位發出航向指令，使船舶以最短航程回到計劃航線，或修正到下一轉向點的航向。
避碰操作自動化 船用導航雷達提供的周圍物標和相遇船舶的信息經過圖象處理後，輸往避碰操作子系統的顯示器。駕駛員以手動或自動的方式對相遇船舶進行錄取。避碰操作子系統對已錄取的目標進行跟蹤，連續計算出它們的航向與航速，以矢量形式顯示出來。計算機根據本船及相遇船舶的航向、航速計算出它們之間的最近會遇距離和到最近會遇點時間。當最近會遇距離和到最近會遇點時間小於設定的界限值時，避碰操作子系統發出警報，並提供可以避免碰撞的“左轉”或“右轉”的建議航向，駕駛員根據海情和《國際海上避碰規則》發出“左轉”或“右轉”避碰指令，船舶自動實施避碰。碰撞危險消失後，按照駕駛員的設定，避碰操作子系統使船舶以最短航程回到計劃航線，或按下一個轉向點的位置，自動調正航向。在狹水道航行時，避碰操作子系統顯示器還可展示航道，在組合定位子系統與航向保持子系統的聯合作用下，船舶可自動航行於所示航道范圍內。
航向保持自動化 通過航向保持子系統自動控制航向。在航向保持子系統中采用能根據外界條件（如氣象、海浪）的變化，按最佳控制準則，自動計算最佳調整參數和進行自動調節的自適應自動操舵儀。此外，航向保持子系統可以接受其他子系統的航向指令，使船舶避免碰撞和保持航跡。良好的航向保持子系統能縮短航程，節約燃料。
綜合導航系統中許多環節尚未擺脫駕駛人員的技術操作，屬半自動性質的綜合導航系統。近期研制的綜合導航系統可貯存全部海圖資料、航行通告等有關信息，因而不僅對相遇船舶，而且對島嶼、暗礁等障礙物也可自動實施避碰，並完成航線選擇過程的自動化。