Zasada działania thumb|Sygnał stacji głównej oraz następujące po nim retransmisje stacji podrzędnych (uproszczone działanie) Każda z wersji LORAN działała na podobnej zasadzie. Jedna z radiolatarni danej grupy pełniła funkcje stacji głównej. Nadawany przez nią sygnał odbierany jest przez pozostałe stacje i użytkowników systemu. Sygnał ten uruchamia kolejno podrzędne radiolatarnie grupy, każdą z nich ze ściśle określonym opóźnieniem, każda ze stacji odczekuje indywidualnie określony czas, po czym retransmituje ten sygnał. W zależności od położenia odbiornika, a dokładniej od jego odległości od poszczególnych radiolatarni, zmieniają się odstępy czasowe między odebranymi przez niego sygnałami.
W pierwszych odbiornikach pomiar przeprowadzano przez ręczne zgranie impulsów stacji głównej i podległej, na ekranie lampy oscyloskopowej z dwiema podstawami czasu. Wyznaczane za pomocą takich prostych odbiorników hiperbole należało znaleźć na specjalnych mapach z nadrukowanymi rodzinami hiperbol ze stacji zapewniających pokrycie danego rejonu. Niemożliwe byłoby zobrazowanie wszystkich hiperbol, więc zaznaczano je ze skokiem o określoną liczbę mikrosekund, zależną od skali mapy. Do wyznaczania hiperbol pośrednich między wydrukowanymi służyła nakładka na mapę z ruchomymi skalami.