Небо над нами має вигляд купола. На ньому в ночі сяють безліч зір, і здається неможливо розібратись в цій яскравій зоряній картині. Щоб було легше орієнтуватися сузір’ям дали назву тварин, птахів, предметів і міфічних героїв. Найпомітніші з них у різних народів отримали свої назви.
В ІІІ ст. до. н. е. давньогрецькі астрономи звели назви сузір’їв у єдину систему, пов’язану з міфологією. Ці назви з годом запозичила європейська наука. Тому сузір’я, що містять яскраві зорі й видимі в середніх широтах Північної півкулі Землі, одержали назви героїв давньогрецьких міфів. Їхні зображення можна побачити на стародавніх зоряних картах. На сучасних астрономічних картах збережено їхні назви. Сузір’я південної півкулі землі названі європейськими астрономами в епоху відкриття Америки.
Однак із часом склалася непроста ситуація – у різних країнах використовували різні астрономічні карти, що згубно впливало на науку. Остаточне число й межі сузір’їв було визначено на першому з’їзді Міжнародного астрономічного союзу у 1922 р. Зоряне небо було умовно поділено на 88 сузір’їв.
У наш час під сузір’ям розуміють ділянку зоряного неба з угрупуванням зір. Їх сполучено умовними лініями на картах для полегшення орієнтування. Сузір’я, зорі яких утворюють виділену на зоряному небі конфігурацію, або містять яскраві зорі, належать до головних сузір’їв.
На ясному зоряному небі, неозброєним оком, можна побачити до 3000 зір які відрізняються своїм блиском. Тому ще в ІІ ст. до. н. е. – Гіппарх – увів умовну шкалу зоряних величин. Найбільш яскраві було зараховано до 1-ї зоряної величини, слабші приблизно у 2,5 раза до зір 2-ї зоряної величини, а найслабші до 6-ї величини. Яскравих зір 1-ї зоряної величини лише 12.
З 1603 р. діє система позначень зір, яку запропонував німецький астроном Йоган Байер У цій системі назва зорі складається з двох частин: з назви сузір’я, якому належить зоря, і літери грецького алфавіту. При цьому перша літера алфавіту α відповідає найбільш яскравій зорі в сузір’ї, β другій за яскравістю і т. д. Наприклад, Регул - α Лева це найяскравіша зоря в сузір’ї Лева, Денебола - β Лева це друга за блиском зоря. З розвитком науки кількість досліджуваних зір збільшувалася. Для їхнього позначення вже не вистачало літер грецького алфавіту, зорі почали позначати латинськими літерами. Коли закінчилися й вони, зорі стали позначати цифрами.
Нам здається, що всі зорі однаково віддалені від нас. Але насправді вони перебувають на різних відстанях, які наскільки віддалені, що це непомітно неозброєним оком. Тому уявлювану сферичну поверхню небосхилу стали називати небесною сферою.
Небесна сфера – це уявлювана сфера довільного радіуса, центр якої, залежно від розв’язуваного завдання, сполучається з тією або іншою точкою простору.
Центр небесної сфери може бути обрано в місці спостереження, у центрі Землі або Сонця тощо. Цим поняттям користуються для кутових вимірювань, вивчення взаємного розміщення і руху космічних об’єктів. На поверхні небесної сфери проектують видимі положення всіх світил, а для зручності вимірювань будують на ній ряд точок і ліній.
Прямовисна лінія (вертикальна лінія) це пряма, що проходить через центр сфери і збігається з напрямом дії сили тяжіння в місці спостереження. Вона перетинає небесну сферу в точках зеніту і надиру. (ZZ′)
Площина, що проходить через центр сфери й перпендикулярна до прямовисної лінії, називається площиною дійсного (математичного) горизонту.
Вона не збігається з видимим горизонтом унаслідок нерівності поверхні Землі і у зв’язку з різною висотою точок спостереження, а також викривленням променів світла в атмосфері.
Вертикальне коло (вертикальна світила) – це велике коло небесної сфери. Що проходить через зеніт (Z), світило (М), надир (Z′).
Вісь світу – це пряма. Що проходить через центр небесної сфери паралельно осі обертання землі, що перетинає небесну сферу в двох діаметрально протилежних точках (РN PS).
Точку перетину осі світу з небесною сферою, поблизу якої перебуває полярна зірка, називають північним полюсом світу (РN), протилежну – Південним полюсом світу (PS). Полярна зоря міститься від північного полюсу світу на кутовій відстані близько 1°.
Велике коло, що проходить через центр сфери і перпендикулярне до осі світу, називають небесним екватором (Q – верхня точка небесного екватора, Q′ — нижня.
Коло схилення світила - велике коло небесної сфери, що проходить через полюси світу і світило.
Добова паралель – мале коло, площина якого перпендикулярна до осі світу.
Велике коло небесної сфери, що проходить через точки зеніту, надира й полюси світу, називають небесним меридіаном. Він перетинається зі справжнім горизонтом у двох діаметрально протилежних точках. Точку, найближчу до північного полюса світу, називають точкою півночі. Протилежну точкою півдня. Лінію, що сполучає точки, іменують полуденною лінією. Вона лежить на площині справжнього горизонту. За напрямком цієї лінії падають тіні опівдні.
З небесним екватором справжній горизонт також перетинаються у двох діаметрально протилежних точках – точці сходу і точці заходу.
Видимий річний шлях Сонця називають екліптикою.
У площині екліптики лежить шлях нашої планети навколо Сонця (орбіта Землі). Вона нахилена до небесного екватора під кутом 23°26,5’ і перетинає її в точках весняного (близько 21.03) й осіннього (близько 23.09) рівнодення.
Точкою весняного рівнодення називають точку, у якій Сонце, в результаті річного руху, переходить з Південної півкулі небесної сфери в Північну (точка осіннього рівнодення навпаки).
Кульмінація – явище проходження світила через небесний меридіан.
Час, що минув від верхньої кульмінації точки весняного рівнодення, називають зоряним часом. Інтервал часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення називають зоряною добою.