Himmelssfären är en imaginär sfär som omger jorden. Astronomer projicerar stjärnor, planeter och galaxer på dess inre yta för att beskriva deras positioner. Det är en bekväm fiktion. Stjärnorna är egentligen inte fixerade vid en sfär. De befinner sig på väldigt olika avstånd. Men för att kartlägga himlen fungerar modellen.

Sfären har koordinater. Deklination är den himmelska motsvarigheten till latitud, mätt i grader norr eller söder om himmelsekvatorn. Rektascension är motsvarigheten till longitud, mätt i timmar, minuter och sekunder österut från vårdagjämningen. Tillsammans ger de varje objekt en unik adress på himlen.

Sfären har också referenspunkter. Himmelspolerna ligger direkt ovanför jordens poler. Himmelsekvatorn är projektionen av jordens ekvator. Ekliptikan är den bana som solen verkar följa under ett år, vilket också är planet för jordens omloppsbana. Zodiakens stjärnbilder ligger längs ekliptikan.

Himmelssfären är en karta, inte ett fysiskt objekt. Det är ett verktyg som har tjänat astronomer i årtusenden och som fortfarande organiserar hur vi beskriver himlen.