على الأرض، يُمثل خط الاستواء الدائرة العظمى الواقعة في منتصف المسافة بين القطبين. أما في السماء، فيُمثل خط الاستواء السماوي إسقاط خط استواء الأرض على الكرة السماوية. وهو يقسم السماء إلى نصفين شمالي وجنوبي، تمامًا كما يقسم خط استواء الأرض الكرة الأرضية.

خط الاستواء السماوي هو خط مرجعي للإحداثيات، ويُقاس الميل منه. النجم الواقع على خط الاستواء السماوي يكون ميله صفر درجة. يتقاطع خط الاستواء السماوي مع الأفق عند الشرق تمامًا والغرب تمامًا بالنسبة للمراقبين في أي مكان على سطح الأرض، مما يجعله علامة مفيدة لتحديد الاتجاهات ليلًا.

إن خط الاستواء السماوي ليس ثابتًا. يتذبذب محور الأرض، وهي حركة تُسمى التبادر، تُحرك الأقطاب السماوية وخط الاستواء في دائرة على مدى حوالي 26000 عام. كما أن الاعتدالين، حيث يتقاطع مسار الشمس الظاهري مع خط الاستواء السماوي، ينجرفان ببطء غربًا على طول مسار الشمس الظاهري.

بالنسبة للمراقبين عند خط استواء الأرض، يمر خط الاستواء السماوي فوق رؤوسهم مباشرة. وهذا يعني أن جميع النجوم مرئية في وقت ما خلال السنة. أما من القطبين، فيقع خط الاستواء السماوي تمامًا على الأفق. فموقعك على الأرض هو ما يحدد ما يمكنك رؤيته.