A esfera celeste é uma esfera imaginária que envolve a Terra. Os astrónomos projetam estrelas, planetas e galáxias na sua superfície interior para descrever as suas posições. É uma ficção conveniente. As estrelas não estão realmente fixas numa esfera. Estão a distâncias extremamente diferentes. Mas, para mapear o céu, o modelo funciona.

A esfera celeste possui coordenadas. A declinação é o equivalente celeste da latitude, medida em graus a norte ou a sul do equador celeste. A ascensão reta é o equivalente da longitude, medida em horas, minutos e segundos a leste do equinócio da primavera. Em conjunto, conferem a cada objeto um endereço único no céu.

A esfera também possui pontos de referência. Os polos celestes estão diretamente acima dos polos da Terra. O equador celeste é a projeção do equador terrestre. A eclíptica é a trajetória que o Sol parece percorrer ao longo de um ano, que é também o plano da órbita da Terra. As constelações do zodíaco encontram-se ao longo da eclíptica.

A esfera celeste é um mapa, não um objeto físico. É uma ferramenta que serviu os astrónomos durante milénios e ainda organiza a forma como descrevemos o céu.