El sistema GPS está constituído por tres sectores fundamentales: el espacial, el de control y el de usuario.

El sector espacial está constituído por la constelación de satélites NAVSTAR según una planificación en base a 3 generaciones de satélites (remarcar que esta planificación inicial se varió y realmente se han utilizado hasta el momento cuatro generaciones distintas de satélites). Los de la primera generación eran de prueba y fueron lanzados entre 1978 y 1985 y pretendían cubrir el máximo del territorio de Estados Unidos. La segunda generación fue lanzada tras la reanudación del programa espacial americano, interrumpido parcialmente por el accidente del Challenger, entre 1988 y 1991. Los nuevos lanzamientos se realizan para sustituir a los satélites que están fuera de servicio o averiados.

El NAVSTAR y el GPS fueron terminados el 8 de Diciembre de 1993 cuando 24 satélites fueron operativos de forma simultánea.

El sector de control está formado por cinco estaciones centrales de seguimiento que controlan los satélites. Todos los datos se envían a la central donde se procesan y se calculan las efemérides, los estados de los relojes y toda la información que luego se transmite y almacena en la memoria de cada satélite para su radiodifusión.

La precisión final alcanzable depende de las efemérides. La precisión nominal de estas efemérides, permite la determinación de la posición de un satélite con error menor de un metro en sentido radial, 7 metros a lo largo de la trayectoria y 3 metros transversalmente. El futuro del sector de control ha de evolucionar hacia redes independientes de tipo continental o mundial, sólo de seguimiento.

El sector de usuario comprende los instrumentos utilizados para hallar coordenadas de un punto, hacer navegación o adquirir tiempo con precisión de oscilador atómico, usando las señales radiodifundidas desde los satélites NAVSTAR. El equipo esencial está formado por antena y receptor unidos mediante un cable o directamente.