Avec le développement des fusées, il devint important de ne pas s'égarer en lançant une ogive nucléaire sur ses ennemis ou un homme dans l'espace. La boussole et le sextant avaient perdu toute utilité, en tout cas pas si on voulait atteindre sa cible. Pour viser juste, il fut alors nécessaire d'inventer un système de guidage, et les calculs pour frapper au lieu et au moment choisis étant trop complexes pour de simples mortels, ils furent confiés aux machines.

Les systèmes de guidage sont composés de trois sous-systèmes : l'entrée, le traitement et la sortie de données. Les équipements d'entrée comportent des capteurs, les données de trajectoire provenant de connexions radio et satellite, des radars et encore des caméras optiques. Le traitement s'effectue généralement à l'aide d'unités centrales de traitement embarquées et au sol, qui déterminent, entre autres, le cap, la trajectoire, la vitesse, et tant d'autres choses importantes. Et enfin, en sortie, des ajustements sont faits sur la vitesse (en jouant sur les pompes à carburant, le fonctionnement du moteur, les systèmes de refroidissement) et sur le cap (à l'aide des ailerons, du gouvernail de direction et de la répartition du poids). Puisqu'à moins d'un malentendu, il n'est pas prévu que les missiles reviennent à l'envoyeur, ces systèmes peuvent être relativement peu coûteux et simples, à part peut-être pour le processeur embarqué.

L'Américain Robert Goddard et, sans aucun lien, l'équipe allemande travaillant à la mise au point des missiles V2 firent chacun de leur côté des expériences plus ou moins concluantes sur les systèmes de guidage gyroscopiques. Après la guerre, avec Wernher von Braun à la tête de plus de 500 ingénieurs aéronautiques allemands, la recherche américaine sur les systèmes de guidage autonomes se déroulait au Caltech, au MIT et au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Leurs efforts conjoints donnèrent naissance au système Delta, d'une fiabilité discutable, qui évaluait en continu la différence de position par rapport à une trajectoire de référence. Les problèmes de ce système furent résolus en 1956, avec l'avènement du "Q system", un succès si retentissant pour les missiles nucléaires qu'il restât top secret pendant toutes les années 60 et qu'il est encore aujourd'hui utilisé sur de nombreuses armes militaires.

Cependant, c'est la course à l'espace qui rendit les systèmes de guidage vraiment efficaces. En août 1961, la NASA confia au MIT la conception d'un système de guidage et de navigation pour son programme Apollo. Le système qui en résulta devint l'ancêtre du système PEG4 (acronyme de "power explicit guidance" en anglais), utilisé dans le programme américain de lancement de navettes spatiales et dans la plupart des autres lancements spatiaux. Au même moment, le système de positionnement mondial, plus connu sous son acronyme anglais de "GPS", était développé en parallèle par l'armée américaine afin d'envoyer leurs rutilants missiles intercontinentaux en plein sur leur cible, sans coup férir. Le GPS finit par être commercialisé et permet désormais d'éviter de se perdre en allant à la boulangerie.