Mittels GPS findet heute jeder Besitzer eines Navigationsgerätes oder eines Smartphones ganz schnell seine exakte eigene Position heraus und kann sich diese auf einer Landkarte anzeigen lassen. Dennoch muss heute immer noch jeder Kapitän zur See – und sei es nur einer kleinen Yacht – in der Lage sein, seine Position und seinen Weg auch ohne diese technische Unterstützung (die ja doch schnell einmal ausfallen kann) zu finden. Hierfür spielt die Astronavigation mithilfe von Sonne, Mond und Sternen immer noch eine wesentliche Rolle.
Ein Teil geht durch den halbdurchlässigen Spiegel hindurch ohne weitere Beeinflussung direkt auf das Zielobjekt. Der zweite Halbstrahl wird über einen in der Vertikalen beweglichen Spiegel auf ein zweites Objekt gerichtet, so dass sich im Auge beide Teilbilder überlagern. Das erste Objekt ist üblicherweise der Horizont, der auf See meistens gut erkennbar ist. Richtet man den zweiten Spiegel so aus, dass im Doppelbild die Sonne erkennbar wird (mithilfe der Schattengläser entsprechend abgedunkelt), so kann man nun auf einer Skala direkt die Höhe der Sonne über dem Horizont ablesen.
Die Sonne kann den ganzen Tag über gemessen werden, der Mond und helle Sterne und Planeten auch in der Dämmerung. Nachts sind mit dem Sextanten keine Messungen möglich, da der Horizont nicht mehr sichtbar ist.
Zum Mittag, wenn sich die Höhe der Sonne mehrere Minuten praktisch nicht ändert, erhält man aus der gemessenen Höhe der Sonne und ihrer aktuellen Deklination (hierfür sind Jahrbücher erforderlich) direkt die eigene Breitenposition auf der Erde. Die Feststellung der eigenen Längenposition war in früheren Jahren noch extrem schwierig, ist heutzutage mit passenden mathematischen Verfahren deutlich einfacher geworden. Wichtig ist aber auf jeden Fall ein guter Chronometer zur Feststellung der genauen Uhrzeit. Verwendet wird heute üblicherweise die Methode von Saint Hilaire, während die Methode von Kapitän Sumner oder die Gaußsche Standortbestimmung zunehmend in Vergessenheit geraten.
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