Пеленга́ция (от голл. peiling – определение уровня), определение направления на какой-либо объект через пеленг – угол между направлением на наблюдаемый объект и одной из основных плоскостей, принятых за начало отсчёта угловых координат. В морской и воздушной навигации пеленг обычно то же, что азимут.

Классические методы определения пеленга основываются на измерениях параметров радиоволны (амплитуды либо фазы) в разных точках пространства. Пеленг определяется из сравнения в реальном времени амплитуд либо фаз принятых сигналов отдельными элементами антенной решётки. Для определения углового направления (пеленга) на объект используются пеленгаторы. Различают визуальные, акустические, гидроакустические, тепловые пеленгаторы, а также радиопеленгаторы. Каждый пеленгатор состоит из четырёх функциональных блоков: пеленгационной антенной системы; пеленгационного преобразователя со встроенными приёмными модулями; блока цифровой обработки сигнала; управляющего компьютера и программного обеспечения. В зависимости от физических свойств объектов пеленгация может осуществляться с применением оптических, радиотехнических, акустических и других методов. Различают пассивную пеленгацию, когда используется естественная контрастность пеленгуемого объекта, и активную пеленгацию, когда объект облучается электромагнитными или звуковыми волнами от искусственного излучателя и наблюдается отражённое им излучение или ретранслированные сигналы (например, пеленгация с использованием лазерных источников излучения).

Пеленгация применяется в навигации (для последующего местоопределения движения и параметров траектории различного рода объектов), локации (в системах предупреждения столкновений, наведения оружия, управления полётами и др.), метеорологии (определение характера облачности, осадков, зон грозовых образований, местоположения представляющих опасность для мореплавания тропических циклонов и др.); в судовождении пеленгация называется пеленгованием.

Несмотря на то что пеленгация применяется уже давно, современное развитие науки и вычислительной техники позволило от простых систем пеленгации перейти к сложным системам, основанным на цифровой обработке информации, – DDF (Digital Direction Finder – цифровой пеленгатор).