信鸽能够从千里之外准确归巢，主要依赖以下生物导航机制和环境线索，其定位能力是多种因素协同作用的结果：
1. 地磁场感知
信鸽颅骨与喙部存在含有磁铁矿（Fe3O4）的特殊细胞，能感应地球磁场强度与方向。研究表明，信鸽可通过磁倾角（磁场线与水平面夹角）判断纬度，结合磁场强度变化构建三维导航地图。实验显示，强磁场干扰会导致信鸽迷失方向。
2. 太阳罗盘定向
信鸽的生物钟会补偿太阳视运动轨迹。它们能根据太阳方位角（相对于正南方向的角度）结合内部时钟修正航向。阴天时归巢效率下降约30%，但仍能保持基本方向感，说明存在备用导航系统。
3. 嗅觉地图假说
幼鸽通过“探索飞行”建立气味梯度地图。不同方位的空气携带特征性挥发性有机物，信鸽通过嗅觉记忆形成空间标记。实验阻断嗅觉后，初飞信鸽归巢率下降至20%以下。
4. 次声波导航
频率低于20Hz的次声波可传播数千公里。信鸽可能通过探测地形（山脉、海岸线）产生的固定次声源定位。美国康奈尔大学实验表明，次声干扰会使信鸽出现环形飞行现象。
5. 视觉地标记忆
在熟悉环境中，信鸽利用高层建筑、河流等地形特征导航。视网膜中高密度的双锥细胞（约120万个/mm²）赋予其紫外线感知能力，能看到人类不可见的偏振光模式。
扩展知识：
竞翔鸽平均归巢时速达80km，最快记录为148km/h（顺风条件下）。
候鸟与信鸽共享部分导航基因，如CRY4蛋白对蓝光敏感，可能与磁感应相关。
德国马普研究所发现，信鸽耳蜗毛细胞能检测0.1-10Hz的地磁波动。
现代研究发现，幼鸽主要依赖嗅觉和地标，成年鸽则发展出多系统冗余导航。这种生物导航系统仍存在未解之谜，如跨纬度飞行时的磁偏角校准机制，以及多感官信息整合的神经生物学基础。
