Guardando il cielo in una notte serena i corpi celesti ci appaiono come punti luminosi su una grande volta sferica centrata sull'osservatore: la sfera celeste. Vi si distinguono le stelle fisse, che non mutano la loro posizione relativa, e gli astri vaganti, come i pianeti, che invece si spostano l'uno rispetto all'altro. Nel corso della notte la sfera celeste sembra ruotare attorno all'asse terrestre: si tratta di un moto apparente, dovuto alla rotazione della Terra. Così le stelle sorgono e tramontano, come fa il Sole di giorno. La sfera celeste è per l'osservatore la superficie dove gli astri sembrano collocati e disegnano il moto proprio. Per individuare la loro posizione e seguire il loro movimento si fa uso di un sistema di coordinate sferiche, simile alla proiezione nello spazio di una rete di meridiani e paralleli come sulla Terra.