無人機的飛行感知技術主要用作兩個用途，其一是提供給飛行控制系統，由于飛行控制系統的主要功能是控制飛機達到期望姿態和空間位置，所以這部分的感知技術主要測量飛機運動狀態相關的物理量，涉及的模塊包括陀螺儀、加速度計、磁羅盤、氣壓計、GNSS模塊以及光流模塊等。另一個用途是提供給無人機的自主導航系統，也就是路徑和避障規劃系統，所以需要感知周圍環境狀態，比如障礙物的位置，相關的模塊包括測距模塊以及物體檢測、追蹤模塊等。
　　陀螺儀
　　目前商用無人機普遍使用的是MEMS技術的陀螺儀，因為它的體積小，價格便宜，可以封裝為IC的形式。MEMS式陀螺儀常用來測量機體繞自身軸旋轉的角速率，常用的型號有6050A（Invensense），ADXRS290（ADI），衡量陀螺儀性能的指標包括測量范圍（量程）、靈敏度、穩定性（漂移）以及信噪比等。
　　
　　上面是一個陀螺儀溫度漂移測試結果圖，測試的環境是從25℃升溫至50℃，整個過程保持陀螺儀靜止不動，陀螺儀的準確輸出應該是一個固定的數值。但從結果來看，兩款傳感器的實際輸出都受到溫度變化影響。相比而言，ADXRS290（ADI）的輸出數值變化幅度較小，基本上在0.5左右。
　　加速度計
　　加速度計測量的是機體運動的線加速度，但由于地球引力，測量值中還會包含重力加速度分量，在某些使用情況下需要把這部分減去。常用的MEMS加速度計傳感器型號有6050A（Invensense）和ADXL350（ADI）。部分傳感器生產商為了提高芯片集成度，會將陀螺儀和加速度計封裝在一起，稱為六軸傳感器，例如6050A（Invensense）。
　　磁羅盤
　　磁羅盤測量的物理量是地球磁場強度沿機體軸的分量，并依此計算出機體的航向角。常用的MEMS磁羅盤傳感器型號有HMC5983L（Honeywell）和QMC5883L（矽睿），兩者性能相近，其中前者目前已經停產。磁羅盤主要的性能參數包括靈敏度、穩定性（漂移）等。
　　氣壓計
　　氣壓計測量的物理量是大氣壓值，根據該數值可計算出絕對海拔高度。常用的氣壓計傳感器型號包括MS5611（MEAS）、MS5607（MEAS）以及BMP180（Bosch）。氣壓計在使用過程中存在的問題是，在近地面飛行時，“地面效應”的存在會導致飛機周圍氣體的氣壓分布與靜止狀態下的大氣不同，使得無法用氣壓計來測算出高度。通常的解決辦法是在起飛或降落時使用其他傳感器，比如超聲波傳感器或激光測距儀。