当你在晴朗的夜晚，仰望天空看到繁星点点，你会觉得头顶上就好像有个半球形的盖子，上面嵌满了闪烁的星星。这是最直观的印象。根据这个直观印象，早在古希腊时代，天文学家托勒密曾经认为，地球是宇宙的中心，所有的天体包括太阳、月亮、行星、恒星等都围绕着地球旋转。而现在我们已经知道，这个理论是错误的。但是天文学家还是借用这一模型，引入了一个“天球”和“天球坐标系”的概念，为了方便研究天体的位置和运行规律。
天球是一个假想的球，它是指以观测者（或者地心、日心）为中心，以无穷远为半径的球，看起来所有的天体都一样远，而实际上是他们在这个巨大的球上的投影。
天球的轴是地球自转轴的延伸，叫天轴;天轴与天球有两个交点，叫做天极;地球北极的延伸的点叫北天极;地球南极延伸的那个点叫南天极。
地球绕轴旋转，相对于地球不动的概念，恒星也每24小时绕着天轴旋转。但是行星的位置却是一直改变的，在天球上并没有固定的位置，尽管如此，他们的运动也是有规律可循的。因为地球是自西向东旋转，所以天球上的恒星相对于地球都是自东向西旋转的。
为了方便描述天体在天球上的视位置，天文学家建立了天球坐标系。天文中常用的天文坐标系有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系、银道坐标系。（图源网络，侵删）
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