GPS系统主要由空星座、地面监测和用户设备组成。
空星座部分
GPS星座由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星。二十四颗卫星均匀分布在六个轨道平面上，即每个轨道平面上有四颗卫星。卫星平面相对于地球赤道平面的轨道倾角为55°，各轨道平面上升点的赤经差为60°。一个轨道平面上的卫星的上升角比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30°。这种布局的目的是确保在世界任何地方任何时间都能观测到至少四颗卫星。
根据GPS系统的工作原理，卫星钟的精度越高，其定位精度就越高。
地面监控部分
地面监控部分主要由一个主控站(MCS)、四个地面天线站和六个监控站组成。
主控站位于美国科罗拉多州Sheriffer 空陆军基地，是整个地面监控系统的管理中心和技术中心。在马里兰州的葛底斯堡也有一个备用的主控站，在紧急情况下会被激活。
目前共有四个注射站，分别位于马绍尔群岛的瓜加林环礁、南太平洋的阿森松岛、英属印度洋领地的迪戈加西亚岛和美国科罗拉多州的科罗拉多斯普林斯。注入站的作用是将主控站计算的卫星星历、导航电文等信息注入相应的卫星。
注射站也是一个监测站，在夏威夷和卡纳维拉尔角有两个监测站，所以目前有六个监测站。监测站的主要功能是采集GPS卫星数据和当地环境数据，然后发送到主控站。
用户部分
设备主要是GPS接收机，主要功能是接收GPS卫星的信号，利用传输的信息计算出用户的三维位置和时间。
