Himmelkuglen er en imaginær kugle, der omgiver Jorden. Astronomer projicerer stjerner, planeter og galakser på dens indre overflade for at beskrive deres positioner. Det er en bekvem fiktion. Stjernerne er faktisk ikke fastgjort til en kugle. De er i vidt forskellige afstande. Men til kortlægning af himlen fungerer modellen.

Kuglen har koordinater. Deklination er den himmelske ækvivalent til breddegrad, målt i grader nord eller syd for den himmelske ækvator. Rektascension er den himmelske ækvivalent til længdegrad, målt i timer, minutter og sekunder østpå fra forårsjævndøgn. Sammen giver de hvert objekt en unik adresse på himlen.

Kuglen har også referencepunkter. Himmelpolerne er direkte over Jordens poler. Himmelækvator er projektionen af ​​Jordens ækvator. Ekliptika er den bane, som Solen ser ud til at følge over et år, hvilket også er planet for Jordens bane. Stjernetegnskonstellationerne ligger langs ekliptika.

Himmelkuglen er et kort, ikke et fysisk objekt. Det er et værktøj, der har tjent astronomer i årtusinder, og som stadig organiserer, hvordan vi beskriver himlen.