La fatiga de los pilotos es una razón crítica para los accidentes de aviación relacionados con errores humanos. Los accidentes relacionados con humanos podrían reducirse si se pudieran aprovechar las medidas del movimiento ocular de los pilotos para predecir la fatiga. El seguimiento ocular puede ser un enfoque viable no intrusivo que no requiere que los pilotos interrumpan su tarea actual, y el dispositivo no necesita estar en contacto directo con los pilotos. En este estudio, se investigaron las correlaciones positivas o negativas entre las medidas del test de vigilancia psicomotora (PVT) (es decir, tiempos de reacción, número de falsas alarmas y número de lapsos) y las medidas del movimiento ocular (es decir, tamaño de la pupila, número de fijaciones oculares, duración de las fijaciones oculares, entropía visual). Luego, se desarrollaron modelos predictivos de fatiga para predecir la fatiga utilizando las medidas del movimiento ocular identificadas a través de regresiones hacia adelante y hacia atrás. El enfoque propuesto se implementó en una misión de vuelo multiphase simulada de corta distancia que involucraba a pilotos novatos y expertos. Los resultados mostraron que las correlaciones entre las medidas eran diferentes según la experiencia (es decir, novatos vs. expertos); por lo tanto, se desarrollaron dos modelos predictivos en consecuencia. Además, los resultados de las regresiones mostraron que ya sea una sola medida o un subconjunto de las medidas del movimiento ocular podrían ser suficientes para predecir la fatiga. Los resultados muestran la promesa de utilizar movimientos oculares no intrusivos como un indicador para la predicción de la fatiga y proporcionan una base que puede acercarnos al desarrollo de un sistema de advertencia casi en tiempo real para prevenir accidentes críticos.