Başlıq sistemi, raket, peyk, döyüş raketi, təyyarə, helikopter, gəmi və ya oxşar nəqliyyat vasitəsinin iki və ya üç ölçülü mühitdə başqa bir yeri tərk etməsi və gəlişinin proqramlaşdırıldığı başqa bir yerə çatmasına imkan verən elektromexaniki cihaz və ya cihazlara verilən ümumi addır. Xüsusilə hərbi terminologiyada bu termin heç bir insanın nəzarəti olmadan avtonom (muxtar) naviqasiya qabiliyyəti olan nəqliyyat vasitələri üçün istifadə olunur. İstismarında yüksək insan töhfəsi tələb edən oxşar sistemlərə naviqasiya sistemləri deyilir və bunlar başlıq sistemlərindən fərqli bir kateqoriyada qiymətləndirilirlər.
Başlıq sistemləri hərbi sahədə ilk dəfə İkinci dünya müharibəsində almanların hazırladığı V-1 raketində istifadə edildi. Bu raketdə istifadə olunan başlıq sistemi uçuş istiqamətini sabit saxlamaq üçün quraşdırılmış sadə bir giroskop, uçuş vaxtını və beləliklə hədəfə olan məsafəni təyin etmək üçün istifadə edilən bir sürət sensoru, hündürlüyü təyin etmək üçün istifadə edilən bir altimeter və bütün bu başlıq sistemi elementlərindən gələn məlumatları birləşdirərək emal edərək raketi hədəfə doğru istiqamətləndirmək üçün nəzərdə tutulmuş olan alt sistemlərdən ibarət idi.
Başlıq sistemi üç əsas vəzifə qrupundan ibarətdir: giriş qrupu, əməliyyat qrupu və çıxış qrupu. Giriş qrupu müxtəlif antenalardan, mikrofonlardan, qəbuledicidən, kameradan, sensordan və digər xam məlumat giriş modullarından ibarət ola bilər. Əməliyyat qrupu bir və ya daha çox mərkəzi emal bölməsindən (CPU) və elektron tənzimləmə, manipulyasiya və dəstək bölmələrindən ibarətdir və funksiyası, giriş qrupu cihazlarından xammal məlumatlarını müəyyən alqoritmlərə uyğun tərtib etmək, zəruri hallarda əvvəllər yaradılmış verilənlər bazalarındakı dəyərləri və avtonom idarə olunan nəqliyyat vasitəsinin istiqamət, müəyyən bir istinad nöqtəsinə və ya hədəfə görə mövqe, sürət, sürətlənmə və s. ədədi dəyərlərini dəyişdirib-dəyişdirməmək və ya döyüş başlığını, məsələn nəqliyyat vasitəsində işə salmağın vaxtı olub olmadığını təyin etməkdir. Qəbul edilmiş qərarlar davamlı olaraq çıxış qrupu cihazlarına ötürülür. Bunlar mühərriklər, servolar və aktuatorlar, nasoslar, turbinlər, elektromexaniki qurğular, detonatorlar, ötürücü antenalar, qanadlar və qanadcıqlar ola bilər. Bu sistem elementləri, real vaxt rejimində idarə olunan nəqliyyat vasitəsinə, əməliyyat qrupundan və real vaxtdan gələn əmrlərə uyğun olaraq, tapşırıqda tələb olunan işləri yüksək dəqiqliklə yerinə yetirməyə imkan verir.