El término es especialmente utilizado para referirse a los controles que se ejercen para controlar la orientación de las naves espaciales (tripuladas o no como es el caso de los satélites artificiales).
Muchos sensores de este tipo poseen señales "ruidosas", lo que conduce a ciertas imprecisiones si no se corrigen los cálculos mediante información provista por sensores absolutos de actitud.
Si bien un giróscopo clásico consiste de una masa que rota sobre sí misma, existen también "giróscopos láser" que utilizan una luz coherente reflejada en un camino cerrado.
Tiende a ser menos preciso que los sensores basados en la observación estelar.
Por lo general es una cámara infrarroja; a comienzos del siglo XXI el principal método para detectar actitud es el rastreador de estrellas, pero aún se utilizan sensores terrestres en los satélites a causa de su bajo costo y alta confiabilidad.
Un magnetómetro es un dispositivo que mide la intensidad del campo magnético y, si se utiliza una tríada de tres ejes, la dirección del campo magnético.
Una vez que se conoce la posición de la nave espacial es posible inferir la actitud.
Existen algoritmos desde extremadamente simples, por ejemplo control proporcional, hasta estimadores no lineales complejos o numerosos tipos intermedios, dependiendo de los requerimientos de la misión.