Un récepteur GPS calcule sa position par une méthode dite de « télémétrie par satellite ».

Un récepteur GPS permet toujours de déterminer la position pourvu qu'il dispose de deux éléments d'information essentiels.

1. La distance entre le récepteur et chaque satellite (au moins 4).
2. La position exacte de chacun de ces satellites dans l'espace.

Premièrement, lorsque le récepteur GPS est apporté à l'extérieur (il ne fonctionne pas à l'intérieur ­ il doit « voir » les satellites) et est mis en marche, il commence à capter les signaux émis par les satellites. Après avoir reçu ces signaux, il commence à calculer la distance qui le sépare de chaque satellite.

Il faut ensuite que le récepteur GPS obtienne la position des satellites dans l'espace. Dans la section ci-dessus sur le segment spatial, il a été mentionné que le signal radio émis par chaque satellite porte beaucoup d'information et la position exacte du satellite constitue une partie de cette information.

Lorsque le récepteur GPS dispose de ces deux éléments d'information essentiels (la distance à chaque satellite et la position exacte de chacun dans l'espace), il peut, par des calculs mathématiques (eh oui, les mathématiques peuvent à l'occasion s'avérer utiles !), déterminer sa position à la surface de la Terre. Une position GPS suivant l'horizontale est habituellement exprimée en coordonnées de latitude, de longitude et de hauteur. Ces termes sont expliqués dans le module Géodésie.