轰-6K战略轰炸机的导航系统进行了较大的升级。
从轰-6到轰-6K一个重大升级就是导航系统的进步，这个进步虽然不引人注目，但是对于轰-6来说有效的提高它的作战能力。
人类的军事行动，可以简单的归结为将武器投放到目标上，这个行动的前提就是准确的知道自身和目标的坐标，要达到这个目标高精度的导航系统必不可少，所以美国全力以赴建立了GPS，虽然耗费巨大，但是它给美国带来的难以估量的军事、政治、经济及战略上的利益。
轰-6最初的导航系统非常简单，只包括一些最基本的无线电导航、罗盘及航姿系统，可以提供的数据及精度比较有限，需要领航员及雷达观察（探测）地标来保持航线的准确性，所以远程轰炸、全天侯作战能力较差，因此轰-6此后的改进一直将导航系统作为一个重点来进行。
70年代国产多普勒导航雷达研制成功，它是是利用多普勒效应测定多普勒频移，从而计算出飞机当时的速度和位置来进行导航，当飞机因侧风而偏航时，多普勒雷达还用于测量偏流角的数值并对航向进行修正。系统可以全天候工作，不需要地面信标配合，提高了飞机的导航精度，因此空军决定为轰-6加装多普勒雷达，以便提高轰-6的远程作战能力，这就是轰-6C，它配备了国产第二代自动领航轰炸机系统，系统包括多普勒导航雷达、导航计算机、自动领航仪、轰炸雷达、航向航姿系统，具备全自动轰炸机、半自动轰炸、自动导航人工轰炸等能力，首架飞机于1981年试飞成功，同年交付部队。
不过多普勒导航雷达也有自己的缺点，首先它的导航定位精度仍然比有限，特别是机姿态超过限度时，多普勒雷达因收不到回波而不能工作，另外它由于发射电磁波，容易暴露目标，随着机载航空电子设备增多，也会产生电磁兼容问题，因此它已经不能适应新型作战飞机的要求，尤其是难以满足配备有精确制导武器飞机的要求。
对于配备有精确制导武器的飞机，要求导航系统能够提供高精度的航向、速度、姿态等方向的信息，以便飞机和机载武器能够进行精确的定位，机载雷达能够进行较为精确地面杂波功率计算，火控雷达能够准确的进行相关数据的解算，对于这些要求多普勒导航雷达已经不能满足要求，所以轰-6在发展反舰型-轰-6D的时候，导航系统就为一项重要的内容来进行。
根据相关资料，轰-6D的导航系统除了无线电导航、多普勒雷达之外，还增加了惯导系统，惯导系统与多普勒导航系统相比，它不需要发射电磁波，因此抗干扰勇力强、隐蔽性能更好，精度也更高，从而满足机载火控雷达发射YJ-6反导弹的要求，通过轰-6D飞机的研制，为惯导系统和机载精确制导在国产作战飞机上面的运用打下了基础，积累了经验。
惯导系统也不是没有缺点，惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，随着时间的推移，这个误差会增加，这样就需要外部手段进行纠偏，现在大多采用卫星导航接收机对其进行纠偏，卫星导航接收机的优点就是导航精度不会随着时间和距离的增加而下降，90年代空军利用轰-6D的设备发展了轰-6E飞机，并且为其增加了一个TANS-2卫星导航接收机以提高飞机的导航精度，首架飞机于1994年交付部队，与此同时，利用轰-6E上面的设备对现役的轰-6C进行了同样的改进，编号为轰-6F。
上世纪80年代，随着国产YJ-8系列反舰导弹、YJ-63对地攻击导弹相继开始研制，由于这两种导弹采用了中继惯导，所以需要机载惯导系统为其提供初始对准，鹰击-6采用的多普勒中继导航，所以空军和海军相继研制了轰-6G、轰-6H轰炸机，这两种飞机对惯导系统进行进一步升级，提高了精度，以便飞机能够使用惯性制导武器。
而最新型的轰-6K轰炸机作为中国空军巡航导弹轰炸机，承担着中国空军远程战略/战术打击任务，所以对于导航系统提出了更高的要求，因此轰-6K也配备了更加先进的综合导航系统，具备多种导航手段，互相配合，以提高飞机的导航精度，惯导系统升级为激光惯导系统，精度更高，启动速度也更快，卫星导航接收机采用了国产北斗卫星导航系统接收机，以便进一步提高飞机的导航能力和精度。
轰-6K其他导航手段还包括无线电导航、多普勒雷达，以及轰炸雷达信标模式等手段，还可以使用机载光电吊舱探测地标来进行辅助导航，它配备的全军综合数据链相当于美国的LINK-16，传递的经度、纬度和高度组成的绝对坐标，因此也可以用来进行导航，通过上述手段的运用，可以让轰-6K在进行长途奔袭之后，仍旧可以对目标进行精确打击。
根据海外的资料，空军和海航也准备利用轰-6K的技术成果，对现有的轰-6进行升级，以便提高现役轰炸机远程打击和投放精确制导武器的能力
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