飛行空間定向（spatial orientation in flight）是指飛行員在飛行中對自身、飛機及飛行環境的認識能力。主要指飛行員對姿態、地點、時間、空間、運動的知覺。主要分析器包括視覺、前庭覺、本體覺和觸壓覺等。其中，視覺起主導作用。按所依據的定向物，一般可分為地標空間定向和儀表空間定向。
與地面定向相比，主要有以下特點：（1）參照物系統發生了變化。地面定向時，可作為視覺定向參照物的目標比比皆是，而飛行中，小的定向標已失去意義，只能參照非常大的地物、地貌以及天地線進行定向，隨著飛行高度的增加，氣象條件的變化，唯一能夠正確反映飛機空間狀態變化的只有飛行儀表。（2）作用力環境發生了變化。地面定向時，一般只受重力的影響，在三維空間飛行時，飛行員不但受重力的影響，而且受大小、方向不斷變化的飛機加速度力的影響。（3）定向方式發生了改變。地面定向時，主要以反映上、下、左、右、遠、近的視覺坐標系統來形成視性空間知覺，在飛行空間定向中，一般是以自上而下的方式進行地標定向，或利用儀表信息在大腦中描繪出自己和飛機所在位置、姿態、速度、高度的空間信息。（4）以知覺恆常性為線索的定向方式發生改變。由於飛行高度遠遠超過30米的知覺恆常性條件，因此在飛行條件下，遠距離和大速度常常使物體的形狀發生扭曲，知覺恆常性已不能作為空間定向的線索。
