郑和大航海综合应用了天文导航、罗盘导航、陆标导航、测量水深和底质等多种导航手段，如《西洋番国志》所记载:“砍木为盘，书刻干支之字，浮针于水，指向行舟。“这种航海技术，在当时世界上是很先进的。

郑和大航海的重要成果是绘制了《自宝船厂开船从龙江关出水直邸外国诸番图》，全图使用中国传统的山水画法，配上所记的针路和过洋牵星图，以南京为起点，最远到东非肯尼亚的慢八撒，到南纬四度左右为止，包括亚非两洲，所收地名达500多个，其中亚非诸国约占300个，相当准确地记录了航向、航程、停泊港口、暗礁、浅滩的分布，详细纪录了郑和大航海全部航程中开辟的众多新航道，重要的出航地点有20余处，主要航线有42条之多。它充分证明郑和大航海有力地促进了中国发达的航海事业、丰富了中国人对世界的认识。

根据《郑和航海图》，郑和使用海道针经(24/48方位指南针导航)结合过洋牵星术(天文导航)，在当时是最先进的航海导航技术。郑和的船队，白天用指南针导航，夜间则用观看星斗和水罗盘定向的方法保持航向。由于对船上储存淡水、船的稳定性、抗沉性等问题都作了合理解决，故郑和的船队能够在“洪涛接天，巨浪如山“的险恶条件下，“云帆高张，昼夜星驰“，很少发生意外事故。白天以约定方式悬挂和挥舞各色旗带，组成相应旗语。夜晚以灯笼反映航行时情况，遇到能见度差的雾天下雨，配有铜锣、喇叭和螺号也用于通讯联系。体现郑和下西洋航海技术，主要表现在三个方面:

1、天文航海技术中国很早就可以通过观测日月星辰测定方位和船舶航行的位置。郑和船队已经把航海天文定位与导航罗盘的应用结合起来，提高了测定船位和航向的精确度，人们称“牵星术“。用“牵星板“观测定位的方法，通过测定天的高度，来判断船舶位置、方向、确定航线。这项技术代表了那个时代天文导航的世界先进水平。

2、地文航海技术郑和下西洋的地文航海技术，是以海洋科学知识和航海图为依据，运用了航海罗盘、计程仪、测深仪等航海仪器，按照海图、针路簿记载来保证船舶的航行路线。航行时确定航行的线路，叫作针路，罗盘的误差，不超过2。5度。

3、《郑和航海图》《郑和航海图》得以传世，多亏明代晚期作者茅元仪收录在《武备志》中。原图呈一字形长卷，收入《武备志》时改为书本式，自右而左，有图20页，共40幅，最后附“过洋牵星图“二幅。海图中记载了530多个地名，其中外域地名有300个，最远的东非海岸有16个。标出了城市、岛屿、航海标志、滩、礁、山脉和航路等。其中明确标明南沙群岛(万生石塘屿)、西沙群岛(石塘)、中沙群岛(石星石塘)，1947年民国政府内政部以郑和等命名南海诸岛礁，纪念这位伟大的航海家。《郑和航海图》是世界上现存最早的航海图集。该图与同时期西方最有代表性的波特兰海图相比，《郑和航海图》制图的范围广，内容丰富，虽然数学精度较其低，但实用性胜过波特兰海图。英国李约瑟在《中国科技史》一书中指出:关于中国航海图的精确性问题，米尔斯(Mills)和布莱格登(Blagdon)曾作了仔细的研究，他们二人都很熟悉整个马来半岛的海岸线，而他们对中国航海图的精确性作出了很高的评价。郑和下西洋折射出的中国先进航海科技光辉，表现了中国古代人的伟大智慧，从而创造了郑和下西洋的伟大航程。