Sfera cerească este o sferă imaginară care înconjoară Pământul. Astronomii proiectează stele, planete și galaxii pe suprafața sa interioară pentru a le descrie pozițiile. Este o ficțiune convenabilă. Stelele nu sunt de fapt fixate pe o sferă. Ele se află la distanțe extrem de diferite. Dar pentru cartografierea cerului, modelul funcționează.

Sfera are coordonate. Declinația este echivalentul ceresc al latitudinii, măsurată în grade nordice sau sudice față de ecuatorul ceresc. Ascensiunea dreaptă este echivalentul longitudinii, măsurată în ore, minute și secunde spre est față de echinocțiul de primăvară. Împreună, acestea conferă fiecărui obiect o adresă unică pe cer.

Sfera are și puncte de referință. Polii cerești sunt direct deasupra polilor Pământului. Ecuatorul ceresc este proiecția ecuatorului Pământului. Ecliptica este traiectoria pe care Soarele pare să o traseze pe parcursul unui an, care este și planul orbitei Pământului. Constelațiile zodiacale se află de-a lungul eclipticii.

Sfera cerească este o hartă, nu un obiect fizic. Este un instrument care a servit astronomilor timp de milenii și care încă organizează modul în care descriem cerul.