Las posiciones terrestres se indican mediante un par de coordenadas esféricas conocidas como longitud y latitud. El uso del mismo tipo de coordenadas para determinar una ubicación en el cielo es una consecuencia de que todos los astros se proyectan sobre una superficie esférica: la esfera celeste. Por lo tanto, la posición de un astro en la esfera celeste queda determinada mediante un sistema de coordenadas esféricas. Los sistemas de coordenadas toman en cuenta un plano fundamental y un origen distinto. El plano fundamental queda definido por el círculo máximo considerado como de referencia; en cada plano, además, se define un eje principal, el cual siempre es perpendicular a dicho plano y que generalmente pasa por el observador. La especificación de ese eje está relacionada con determinado fenómeno físico como la rotación de la Tierra o la dirección de la gravedad. Finalmente, cada coordenada se mide desde un origen diferente de acuerdo al sistema escogido.
Sistema horizontal.
El plano fundamental es el horizonte celeste, sobre el mismo se define la coordenada Acimut que queda determinada por el ángulo entre los meridianos del lugar y la intersección del círculo vertical que pasa por el astro. Se mide tomando el punto cardinal sur como origen y con sentido norte pasando por el oeste, sus valores van de 0º a 360º especificando sentido positivo hacia el oeste y negativo hacia el este. La altura se mide sobre el círculo vertical del astro desde el horizonte, vale 0º y alcanza 90º en el Cenit, es positiva encima del horizonte y negativa debajo del horizonte. La porción del meridiano sobre el horizonte se designa superior y por debajo meridiano inferior. De acuerdo a la porción del meridiano la culminación puede ser superior o inferior. Los círculos menores paralelos al horizonte se denominan círculos de altura o almicantorados. El arco complementario de la altura se define distancia cenital (z), es decir, z+h=90º.
Coordenadas horizontales.
Acimut (A) , altura (h).
Sistema ecuatorial local.
El plano fundamental es el ecuador celeste. Se denominan círculos horarios a las circunferencias máximas que contienen al eje del mundo y son perpendiculares al ecuador celeste. El ángulo horario es el arco comprendido entre el meridiano superior del lugar y el círculo horario que pasa por el astro. Ésta coordenada se mide tomando como punto de origen la intersección del meridiano con el ecuador y en sentido retrógrado (este a oeste). El arco es el ángulo horario (t) y se mide en unidades horarias y toma valores entre 0 y 24 hs.
La segunda coordenada es la declinación definida como el arco sobre el círculo horario, se mide desde el ecuador de 0º a 90º, con signo negativo al sur y positivo al norte. En algunos casos es sustituída por la distancia polar como complemento, al igual que la distancia cenital es siempre positiva.
Sistemas de coordenadas no locales.
Son utilizados especialmente para la confección de catálogos, mapas celestes, y para el estudio de la posición relativa de los astros.
Eclíptica.
Es el plano del movimiento anual medio (aparente) del Sol respecto de la Tierra.
El ecuador y la eclíptica se intersectan en dos puntos separados uno de otro en 180º. Esos puntos de intersección son denominados puntos equinocciales o equinoccios. El equinoccio en el cual el Sol cruza de Sur a Norte el ecuador ha sido llamado equinoccio vernal o punto vernal; y su opuesto es el equinoccio otoñal, también llamado punto libra. Los puntos sobre la eclíptica ubicados a 90º de los equinoccios son los puntos solsticiales o solsticios.
Un eje que atraviese perpendicularmente a la eclíptica por su centro intersecta la esfera celeste en dos puntos llamados polos de la eclíptica (polo norte y polo sur). El ángulo que forma la línea de los polos eclipticales es idéntico al ángulo de inclinación de la eclíptica con respecto al ecuador y se denomina oblicuidad de la eclíptica.
Los círculos celestes paralelos al ecuador que pasan por los solsticios se denominan trópicos; mientras que los círculos celestes paralelos al ecuador que pasan por los polos de la eclíptica se denominan círculos polares.
