捷联式惯性制导系统是由惯性测量组合、计算机和伺服机构组成的惯性制导系统。惯性测量组合通常包括惯组和电子箱。惯组包括三个正交安放的加速度计、三个正交安放的速率陀螺或两个正交安放的位置陀螺。电子箱包括惯组的供电电路、信号采样变换电路。惯组直接固联在载体上，加速度计、陀螺分别测量载体坐标系三个轴向的加速度、角速度或角度信息。载体航行起始时刻通过初始对准系统让载体坐标系与惯性坐标系对准，或确定载体坐标系与惯性坐标系的初始偏差。计算机根据位置陀螺或速率陀螺输出的角速度或角度信息，利用四元数法、欧拉角法等方法，建立起载体坐标系与惯性坐标系之间的转换关系，对惯组输出的加速度计、角速度信息进行坐标转换，变换为沿惯性测量空间三个惯性轴向的加速度、角速度等信息，据此进行惯性空间的导航计算，得到载体沿惯性空间三个轴向航行的加速度、速度和位置信息，与预期航迹比较，得到制导误差信息，按照一定的制导算法进行制导计算，形成制导控制指令，输出给伺服机构，在伺服机构的控制下，使载体沿预期的航迹航行。

捷联式惯性制导系统包括位置捷联惯性制导和速率捷联惯性制导两种形式。对于位置捷联惯性制导，惯组上正交安放两个位置陀螺（分别称为水平陀螺仪和垂直陀螺仪），分别敏感载体坐标系三个轴向的角度信息。对于速率捷联惯性制导，惯组上正交安放三个速率陀螺，分别敏感载体坐标系三个轴向的角速度信息。

捷联式惯性制导系统没有实体平台，由捷联变换矩阵构成“实体平台”，捷联变换矩阵可由四元数法、欧拉角法等方法获得。

与平台惯性制导系统相比较，捷联惯性制导系统的优点是结构简单、成本低，缺点是制导精度低、动基座对准复杂。捷联惯性制导多用于中近程弹道式导弹的制导、垂直发射地空导弹的初制导、舰舰导弹和空地导弹及空空导弹的中制导等。