Mesilased on ühed kõige paremini keskkonnas orienteeruvad putukad; neil on kaasasündinud võime täpselt naasta samasse tarusse, hoolimata sellest, et nad võivad toitu otsida koguni 3–5 km kauguselt. Tõepoolest, orienteerumine on lahutamatult seotud tugeva mesilaspere tootlikkusega.
Kõige olulisem orienteerumiskomponent on päikese kompass. Mesilased lendavad, määrates nurga päikese asendi järgi, ja kui on pilvine, kasutavad nad polariseeritud valgust, mis taevas päikese ümber paikneb. Valguse suund fikseeritakse silma spetsialiseeritud fotoretseptorite piirkondade abil, mis võimaldavad mesilaste ajul määrata suuna. Isegi pilvise ilmaga jäävad mesilased orienteerituks – see on üks põhjusi, miks nad naasevad täpselt oma tarusse ka kehva ilmaga.
Teine, mitte vähem tähtis tegur on visuaalsed orientiirid. Mesilased jätavad hästi meelde vertikaalsed või kontrastsed objektid, näiteks põõsad, hooned, metsaääred või isegi katused. Nii kujuneb neile justkui vaimne kaart. Sageli kasutavad mesilased ka teisi maastikuelemente, näiteks teeääri või ojasid, et iga kord leida üles mett andvad alad. Tõepoolest, mesilates oleme korduvalt näinud, kuidas mesilased lendavad üle tee, isegi kui otse üle põllu oleks vahemaa lühem, et mitte eksida ja jõuda täpselt sinna, kuhu tarvis.
Veel üks oluline orienteerumissüsteem on optiline voog. Mesilased hindavad vahemaad selle järgi, kui kiiresti muutuvad kujutised nende vaateväljas. Lennates madalalt üle lillepeenarde või rohu, näevad nad palju liikuvaid detaile – see on märk, et kaugus suureneb. Lennates palja pinnase või vee kohal, on liikumist vähe ning seetõttu peetakse teekonda lühemaks. See võime aitab nii orienteerumisel kui ka vahemaa edastamisel tantsukeeles.
Olulised on ka lõhnad. Mesilased on lõhnade suhtes väga tundlikud mitte ainult õite, vaid ka koha enda lõhnade suhtes, kus toit leiti. Kui seal käis mõni teine mesilane ja jättis feromoonijälje, leiab järgmine mesilane koha kiiremini üles. Need lõhnad on eriti tähtsad siis, kui visuaalsed orientiirid muutuvad, näiteks kui puu on maha kukkunud või taimede paigutus on muutunud.
Praktilisest vaatenurgast: kui viite mesila kaugemale kui 2–3 km, orienteeruvad mesilased uuesti. Kui aga nihutate taru vaid mõne meetri võrra küljele, otsivad nad endiselt vana taru asukohta. Sel juhul on soovitatav jätta mesilased mõneks päevaks tarusse pimedas ruumis kinni ning lennuava juurde paigutada oksi või muid esemeid, et nad looksid uued orientiirid.
Siiani arutletakse mesilaste võimaliku tundlikkuse üle magnet- või elektriväljade suhtes. Kuigi see ei ole veel lõplikult uuritud, viitavad mõned tähelepanekud, et elektromagnetlained võivad nende orienteerumist mõjutada. Mesinikele soovitatakse vältida tarude paigaldamist kõrgepingeliinide või mobiilsideteenuse antennide lähedusse.