Spatiale desoriëntatie is de onmogelijkheid van een piloot om zichzelf te oriënteren tegenover het aardoppervlak. De piloot is niet zeker van de plaats van het aardoppervlak. 

Er zijn drie zintuigen die de piloot helpen bij zijn evenwicht en oriëntatie: 

• het visueel systeem
• het vestibulair systeem ter hoogte van het binnenoor
• het proprioceptief systeem door middel van drukreceptoren in de huid, spieren, gewrichten, pezen en ingewanden.

Het visueel systeem is het meest betrouwbare evenwichtszintuig tijdens de vlucht. Onder visuele condities vertellen de ogen aan de piloot in welke positie het vliegtuig zich bevindt. De ogen geven ook informatie over de snelheid en de richting van het vliegtuig. Dit is mogelijk door de positie van het vliegtuig te vergelijken met een vast referentiepunt. Ervaring van de piloot leren om meer op het visueel systeem te betrouwen tijdens de vlucht, dan op het vestibulair of proprioceptief systeem. 

De ogen laten de piloot ook toe om de instrumenten te controleren, wat hem informatie geeft over de hoogte, positie, snelheid en richting van het vliegtuig. Het is van zeer groot belang dat de piloot leert om deze instrumenten correct af te lezen en te interpreteren tijdens de vlucht. 

Vaak zijn de instrumenten niet overtuigend genoeg om toe te laten dat het visueel systeem de sensaties van het evenwichtsorgaan en het proprioceptief systeem overwint. Wanneer dit gebeurt, weten de hersenen niet welke informatie de juiste is. De piloot wordt verward en gedesoriënteerd. De piloot moet dan zijn ogen en instrumenten geloven en zich niet betrouwen op de "seat of the pants" (= alle niet-visuele informatie).