A kettős mechanizmus: térkép és iránytű
A navigációs tudósok a hazatérést két különálló fázisra osztják: a hazához viszonyított helyzet meghatározására (a „térkép” lépés) és a helyes irány fenntartására a visszaúton (az „iránytű” lépés). A galambok földrajzi távolságtól és időjárási viszonyoktól függően más-más fizikai érzékszervet használnak az egyes fázisokhoz.
Az időkompenzált napkompasz
Tiszta időben a galambok a nap helyzete alapján számítják ki az irányt. Mivel a nap óránként 15 fokot halad az égen, a madár belső cirkadián órája folyamatosan újraszámolja az azimutszöget, hogy délelőtt és délután egyaránt valódi égtáji irányt tartson.
Csillagászati tájékozódás • Cirkadián óra
Szaglásalapú tájtérképezés
Floriano Papi és Hans Wallraff úttörő kísérletei kimutatták, hogy a fiatal galambok a galambdúcban pihenve megtanulják a uralkodó szélirányokat és a hozzájuk tartozó aeroszolok szagait. Ismeretlen területre szállítva a regionális szaggradiensek segítenek meghatározni földrajzi koordinátáikat.
Légkörkémia • Gradiensérzékelés
Geomágneses érzékelés és kriptokrómok
Amikor sűrű felhőzet takarja el a napot, a galambok a Föld mágneses terére támaszkodnak. A retinasejtjeikben lévő fényérzékeny 4-es kriptokróm molekulák kvantumspin-változásokon mennek át, ami lehetővé teheti, hogy a madár szó szerint lássa a geomágneses erővonalakat, amelyek rávetülnek a látóterére.
Kvantumbiológia • Retinális kriptokróm
Az épített infrastruktúra követése
Az Oxfordi Egyetem kutatói miniatűr, nagy pontosságú GPS-naplózó hátizsákokat erősítettek postagalambokra. Ismételt repüléseik során a madarak feladták a matematikailag egyenes vektorokat, és autópályákat, lehajtókat és vasútvonalakat követtek, a csomópontokban aktívan kanyarodva.
Oxfordi GPS-követés • Lineáris elemek mentén történő navigálás
Légköri infrahang-csatornák
Jon Hagstrum geofizikus kimutatta, hogy az alacsony frekvenciájú hanghullámok (20 Hz alatt) – amelyeket a mély óceáni hullámok, a mikroszeizmusok és a hegyi szelek keltenek – ezer kilométereken át terjednek az alsó légkörben. A galambok hallják ezeket a mély frekvenciákat, és feltehetően hangalapú domborzati térképeket alkotnak a nagy kontinentális formákról, amelyek borult vagy viharos időben is megmaradnak.