天球是圍繞地球的假想球體。天文學家將恆星、行星和星系投影到它的內表面上，以描述它們的位置。這是一種方便的假設。實際上，恆星並非固定在一個球體上，它們與地球的距離千差萬別。但對於繪製星圖而言，這個模型是有效的。

球體有座標。赤緯是天球上的緯度，以度為單位，表示天球赤道以北或以南的方位。赤經是天球上的經度，以小時、分鐘和秒為單位，從春分點向東測量。赤緯和赤經共同賦予每個天體在天空中唯一的座標。

球體也有參考點。天極位於地球兩極的正上方。天赤道是地球赤道的投影。黃道是太陽一年中運行的路徑，它也是地球公轉軌道所在的平面。黃道星座位於黃道上。

天球是一張地圖，而不是一個實體。它是一種工具，數千年來一直為天文學家服務，至今仍指導著我們如何描述天空。