确定地球上点的坐标需要用地理坐标系，确定天球上点的坐标需要用天球坐标系。构成天球坐标系的要素有：基圈、原点或主点、始圈或主圈、第一坐标、第二坐标。对于不同的基圈、主圈和主点，以及第二坐标所采用的不同度量方式，可以引出不同的天球坐标系，如地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系、银道坐标系等。
鉴于本书所涉及的主体内容，这里仅选黄道坐标系作为引例。
在太阳系内研究天体的运动情况，常常使用黄道坐标系。
黄道面是指地球绕太阳公转的轨道平面，黄道面与天球相交的大圆称为黄道，在黄道坐标系中，黄道为基圈。黄道的两个几何极成为黄极，按照所处位置的不同，又分为北黄极、南黄极，北黄极为黄道坐标系的极。天球上与黄道平行的小圆称为黄纬圈，过黄极的大圆称为黄经圈。黄经圈为黄道坐标系的副圈，与黄道垂直。过地球的赤道面与天球的交线也称赤道，黄道与赤道的交角称为黄赤交角，黄赤交角等于23°27′（见图1-3）。
图1-3 黄道坐标系示意图
天体σ的黄经圈与黄道交于D点，大圆弧σD所对平面角是天体在黄道坐标系中的第一坐标，称为黄纬。由黄道向南、北黄极分别计算黄纬，从0°～±90°，在黄道以南的黄纬取为负值。太阳沿着黄道从赤道以南向北通过赤道的那一个交点称为春分点，另一个交点称为秋分点，黄道上与二分点等间距相隔的两点称为二至点，在赤道以北的点为夏至点，在赤道以南的点为冬至点。过春分点的黄经圈和天体所在黄经圈之间的球面角，是天体黄道坐标系中的第二坐标，称为黄经。从春分点起沿黄道量度黄经，从0°～360°，天文学上黄经的量度方向是逆时针的，也就是从春分点向夏至点方向量度。黄道坐标系属于左旋坐标系。黄道坐标系的基圈和主圈随着旋转天球一起做周日运动，同第二赤道坐标系相似，天体的黄道坐标不会因观测时间和观测地点的不同发生变化。