Himmelsfæren er en imaginær kule som omgir jorden. Astronomer projiserer stjerner, planeter og galakser på dens indre overflate for å beskrive deres posisjoner. Det er en praktisk fiksjon. Stjernene er faktisk ikke festet til en kule. De er i vidt forskjellige avstander. Men for å kartlegge himmelen fungerer modellen.

Kulen har koordinater. Deklinasjon er den himmelske ekvivalenten til breddegrad, målt i grader nord eller sør for himmelekvator. Rektascensjon er den himmelske ekvivalenten til lengdegrad, målt i timer, minutter og sekunder østover fra vårjevndøgn. Sammen gir de hvert objekt en unik adresse på himmelen.

Kulen har også referansepunkter. Himmelpolene er rett over jordens poler. Himmelekvator er projeksjonen av jordens ekvator. Ekliptikken er banen solen ser ut til å følge over et år, som også er planet for jordens bane. Stjernetegnsbildene ligger langs ekliptikken.

Himmelsfæren er et kart, ikke et fysisk objekt. Det er et verktøy som har tjent astronomer i årtusener og som fortsatt organiserer hvordan vi beskriver himmelen.