无线传感器网络因其满足恶劣条件和特殊需求，已经成为学术界和工业界的热门研究领域。大量成本低、体积小、功能强的无线传感器网络节点可以任意布置在恶劣的环境中或者特殊的区域。对无线传感器网络中的众多应用来说，事件发生的位置往往是必不可少的部分，因此无线传感器网络环境中的目标定位与跟踪方法日渐成为人们的研究热点。现阶段基于无线传感网络的目标定位与跟踪的研究已经有很多的研究成果，但是这些算法大多存在算法精度低、复杂度高、功耗大等实际问题，而且大多以二维场景为目标，不能很好的满足无线传感网络环境的应用需求。针对这个问题，本文对无线传感网络环境下的三维目标定位与跟踪方法进行了研究。首先，详细介绍了无线传感网络的相关概念，并阐述了目标定位与跟踪的发展和意义，介绍了当前国内外相关领域的研究现状。其次，提出了一种基于WSN空间划分的定位算法。针对当前三维目标定位算法的精度低、复杂度高、功耗大等实际问题，本文提出了一种使用三维网格划分的新型定位算法。算法采用合作位置感应算法(CLS)的思想来进行空间网格划分，通过距离估计判定目标位置，并结合了高斯拟合、信号排序机制以及Bounding-inbox等关键技术，有效缓解了信号干扰，实现了局部网格划分，降低了网格投票开销，节约了传感器节点能量，延长了网络生命周期。仿真结果表明，该算法与现有三维定位算法相比，有更好的定位精度，并且实现简单，定位功耗偏低。最后，为了对能够运动目标进行实时跟踪，在基于WSN空间划分的定位算法的基础上，进一步研究目标跟踪算法，从而提出了一种基于分簇思想的目标跟踪算法。算法采用空间分簇结构，基于一种二级睡眠调度机制和联合簇头机制来进行网络结构的组织，提出一种空间分段线性拟合的思想来拟合和预测目标轨迹，有效降低了网络开销，提升了跟踪效率。另外给出了目标丢失时，如何唤醒节点继续跟踪目标的调度策略。通过仿真实验的比较，该算法的跟踪效率、整体功耗等方面有明显的提升。