Die Himmelskugel ist eine gedachte Kugel, die die Erde umgibt. Astronomen projizieren Sterne, Planeten und Galaxien auf ihre innere Oberfläche, um ihre Positionen zu beschreiben. Es handelt sich dabei um eine praktische Fiktion. Die Sterne sind in Wirklichkeit nicht an einer Kugel fixiert. Ihre Entfernungen sind extrem unterschiedlich. Für die Kartierung des Himmels ist das Modell jedoch ausreichend.

Die Himmelskugel besitzt Koordinaten. Die Deklination entspricht der geografischen Breite und wird in Grad nördlich oder südlich des Himmelsäquators gemessen. Die Rektaszension entspricht der geografischen Länge und wird in Stunden, Minuten und Sekunden östlich des Frühlingspunktes gemessen. Zusammen verleihen sie jedem Objekt eine eindeutige Position am Himmel.

Die Kugel besitzt auch Bezugspunkte. Die Himmelspole liegen direkt über den Polen der Erde. Der Himmelsäquator ist die Projektion des Erdäquators. Die Ekliptik ist die Bahn, die die Sonne im Laufe eines Jahres zu beschreiben scheint; sie ist gleichzeitig die Ebene der Erdumlaufbahn. Die Tierkreiszeichen liegen entlang der Ekliptik.

Die Himmelskugel ist eine Karte, kein physisches Objekt. Sie ist ein Werkzeug, das Astronomen seit Jahrtausenden dient und noch immer die Art und Weise ordnet, wie wir den Himmel beschreiben.