Dezorientarea spațială, incapacitatea unei persoane de a-și determina adevărata poziție a corpului, mișcarea și altitudinea în raport cu pământul sau împrejurimile sale. Atât piloții de avion, cât și scafandrii subacvatici întâlnesc fenomenul.
Cele mai multe indicii cu privire la orientare sunt derivate din senzațiile primite de la ochi, urechi, mușchi și piele. Aparatul senzorial uman, însă, nu este adesea suficient de delicat pentru a percepe modificări lente și treptate în mișcare; de asemenea, atunci când schimbările de mișcare sunt bruste, organele de simț tind să supraestimeze gradul de schimbare. Dezorientarea spațială a aeronavei poate apărea din situații de zbor sau din interpretări greșite vizuale. Băncile și turele creează adesea senzații false. Când se întoarce treptat, un pilot se poate simți de parcă ar fi fost pe un traseu drept, dar ascendent; când este corectat un viraj, impresia este cea a descendenței. Dacă avionul se ridică sau urcă sau coboară lent, pilotul poate să nu perceapă schimbarea, iar avionul se va simți la nivelul său. Dacă avionul alunecă în timp ce se întoarce, senzația este una de a fi bancat în direcția opusă derapajului. O reacție numită „aplecare” este cauzată de zborul la nivel după o rulare rapidă; inerția ruloului face ca corpul să se aplece într-o direcție opusă direcției de rotire chiar și după ce mișcarea rolei a fost oprită. Dacă pilotul se uită rapid în jos în timp ce se întoarce, are loc așa-numitul efect Coriolis, în care avionul se simte de parcă este descendent. Reacția obișnuită a pilotului este de a trage înapoi pe stick pentru a ridica avionul. Într-un spin, se creează iluzia nemotivării dacă spinul este continuat suficient de mult; când pilotul corectează rotirea, el are senzația de a se învârti în direcția opusă, iar reacția sa naturală este de a contracara măsurile corective și de a reveni în modelul inițial de filare. Acest fenomen este cunoscut sub numele de „spin cimitir”. „Spirala cimitirului” rezultă atunci când senzația de rotire se pierde într-un viraj bancar. Deoarece instrumentele pilotului arată că pierde altitudinea, el poate trage înapoi pe baston și adăuga putere, inducând astfel o mișcare în spirală. Iluzia oculogirică este creată prin accelerare și transformare: o țintă de cotitură urmărită de un pilot în timp ce se întoarce se pare că se mișcă mai repede decât merge în realitate; poate părea să se întoarcă chiar și după ce pilotul și-a oprit mișcarea și ținta s-a oprit. O altă iluzie este cauzată de accelerația înainte: când un pilot decolează de pe uscat, viteza crescută dă impresia că arunca avionul prea sus; pentru a compensa pilotul poate coborî nasul și scufundându-se înapoi la pământ. În timpul unei decelerații rapide, nasul avionului pare să scadă; dacă pilotul corectează acest sentiment încercând să obțină mai multă altitudine, avionul se oprește și intră într-un viraj. Forțele gravitaționale pe un pilot provoacă iluziile oculoagravice: o țintă urmărită de un pilot pare să crească dacă apare lipsa de greutate și pare să scadă la creșterea gravitației.
Interpretările greșite vizuale nu depind de obicei de factori de accelerație sau de simțul echilibrului, ci, mai degrabă, pur și simplu, de iluzii vizuale. Fenomenul autokinetic este rătăcirea aparentă a unui obiect sau punct de lumină; când urmează un alt avion noaptea, pilotul poate avea probleme în a distinge mișcările reale și cele aparente ale planului de plumb. Dacă două avioane zboară paralel și nivel, dar cu viteze diferite, le oferă piloților iluzia de cotitură. Luminile la sol pot fi confundate cu orizontul sau stelele; luminile de baliză fixă pot fi confundate cu un alt avion care zboară în formare.
Singurele măsuri care pot preveni dezorientarea spațială sunt instruirea completă și instrumentarea.
