Система координат — це найточніший спосіб визначити взаємне положення двох чи більше точок на площині чи у просторі. У астрономії застосовується кілька систем координат, однак усі вони є сферичними, тобто описують небо як сферу. Є основна площина, яка перетинає цю сферу, утворюючи коло. Є пряма, перпендикулярна цій площині, що утворює два полюси.
У якості прикладу можна узяти екваторіальну систему координат. У неї основною площиною є та, що проходить через небесний екватор, а північний полюс співпадає із напрямком на Полярну зорю. Перша координата називається схиленням і являє собою кут між напрямком на небесний екватор та напрямком на об’єкт. Вимірюється у градусах і може бути від -90 до 90. При цьому -90 — напрямок на південний полюс, 0 — на екватор, 90 — на північний полюс. Друга координата називається прямим піднесенням і вона являє собою кут між небесним меридіаном весняного рівнодення та небесним меридіаном, на якому знаходиться зоря. Однак на відміну від схилення, пряме пі піднесення вимірюється у годинах, хвилинах і секундах.
Така система координат може здатися досить дивною, однак для наземних спостережень вона була і ще довго буде залишатися основною. Бо небо над нашою головою змінюється в залежності від часу доби, пори року і положення спостерігача на земній кулі. Однак як би не змінювалося небо, кути між зірками завжди залишаються одними і тими ж самими і застосовуючи систему кутів легко можна робити перерахунки, визначаючи час і місце появи тієї чи іншої зорі у для конкретної точки спостереження досить неважко. Саме ця система дозволяє надійно ідентифікувати об’єкти у небі.
Прямокутна система координат XYZ, знайома мабуть усім. Значно простіша у використанні і більш інтуїтивно зрозуміла, ніж сферична, однак абсолютно непридатна для ведення спостережень із Землі. У обсерваторіях нею користуватися абсолютно неможливо.
Можна припустити, що у майбутньому, коли людство навчиться пересуватися між зорями основною буде саме декартова система координат, якою б невдалою для сучасних спостерігачів вона не була.