Có hai kĩ năng mà tất cả các loài chim di cư đều phải có; định hướng và điều hướng. Định hướng là khả năng xác định hướng đang đi. Loài chim không có la bàn hoặc thiết bị GPS, nhưng chúng có thể tự định hướng bằng cách quan sát vị trí của Mặt Trời vào ban ngày và các vì sao vào ban đêm. Một số loài chim như bồ câu có thể tự định hướng nhờ vào từ trường của Trái Đất.

Có một số giả thuyết đối với việc điều hướng của loài chim, nhưng không có cấu trả lời nào chắc chắn. Một số loài chim được cho rằng đã “lái” từ điểm này sang tiếp theo bằng cách sử dụng những mốc lớn như đường bờ biển, dãy núi và thậm chí cả đường cao tốc của con người. Các loài chim khác thì tìm đường để di trú bằng cách theo dõi những chú chim già hơn đã từng thực hiện các chuyến đi đó.

Các loài chim bay cao như diều hậu và bồ nông hầu hết đều bay trong ngày đề tận dụng các luồng gia nhiệt. Các loài chim nhỏ hơn chủ yếu bay vào ban đêm khi bầu khí quyển ổn định hơn.