โลกที่เราอยู่ ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาวต่างๆ ต่างก็เป็น เทหวัตถุทรงกลมเลื่อนลอยอยู่ในท้องฟ้าด้วยกัน มีแสงสว่างในตัวเองบ้างไม่มี บ้าง ดวงดาวที่เราเห็นแสงระยิบระยับอยู่ในท้องฟ้ายามค่ำ เป็นดาวประ เภทเดียว กับดวงอาทิตย์ที่มีแสงสว่างในตัวเองส่งออกมา แต่อยู่ไกลจากโลกมาก เราจึง เห็นว่ามีขนาดเล็ก และแสงดาวที่ส่งมาถึงเราก็ไม่แรงกล้าพอที่จะทำให้เราเห็น ดาวเหล่านั้นได้ในเวลากลางวัน เพราะแสงอาทิตย์บังไว้หมด จึงเห็นดาวเหล่านั้น ได้แต่ในเวลากลางคืน

            เราศึกษาดาราศาสตร์ด้วยการสังเกตท้องฟ้าเป็นส่วนใหญ่ ท้องฟ้ากลางคืนจึงมีความสำคัญมาก

            ท้องฟ้ามิใช่วัตถุครึ่งทรงกลมที่ครอบผืนแผ่นดินที่แบนราบของโลก และ ก็มิใช่วัตถุทรงกลมที่ห่อหุ้มโลกอยู่ โดยมีดวงดาวต่างๆ ติดอยู่ที่ผิวทรงกลมนั้น เมื่อเราอยู่บนโลก ท้องฟ้าคืออาณาเขตรอบโลก ไกลออกไปไม่มีที่สิ้นสุด ดวง ดาวและเทหวัตถุท้องฟ้าทั้งหลายทั้งที่มองเห็นด้วยตาเปล่า เห็นด้วยกล้องขยาย และที่ยังมองไม่เห็น ต่างก็อยู่ในท้องฟ้าทั้งสิ้น อยู่ไกลจากเราในระยะ ต่างๆ กัน

            ดวงดาวที่เรามองเห็นแสงกะพริบๆ อยู่ไกลตานั้น อยู่ประจำที่ใน ท้องฟ้า แต่ที่เราเห็นดวงดาวหรือกลุ่มดาวแตกต่างกันไปตามฤดูกาลในรอบปี ไม่ใช่เพราะดาวเหล่านั้นเคลื่อนที่ หรือเพราะท้องฟ้าเคลื่อนที่ แต่เพราะโลกที่ เราอยู่หมุนรอบตัวเองวันละรอบ และเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ตลอดเวลา โดย เคลื่อนเป็นวงรีเกือบกลม และเคลื่อนที่ครบหนึ่งรอบในเวลาประมาณ ๓๖๕ วัน การที่โลกเคลื่อนที่เป็นวงกลมอยู่ในท้องฟ้า เราผู้อยู่บนโลกจึงรู้สึกตรงกันข้าม ทำนองเดียวกับที่เรานั่งอยู่บนรถไฟที่กำลังแล่นเร็ว เราก็รู้สึกว่าทุ่งนาข้างทาง เป็นฝ่ายเคลื่อนที่สวนทางกับเรา และเคลื่อนที่เร็วมากน้อยเท่าๆ กับความเร็ว ของรถไฟด้วย

            เราจึงรู้สึกเสมือนหนึ่ง ท้องฟ้ารอบๆ โลกเป็นทรงกลม ซึ่งมีดวงอาทิตย์ ติดอยู่และซึ่งหมุนไปรอบโลกวันละรอบ นอกจากนั้น ดวงอาทิตย์ยังปรากฏ คล้ายเคลื่อนที่ไปบนท้องฟ้าช้าๆ โดยไปครบหนึ่งรอบในเวลาประมาณ ๓๖๕ วัน อีกด้วย

            ในการศึกษาดาราศาสตร์ เรากำหนดตำแหน่งของดาวบนท้องฟ้า โดยวิธี สมมุติทรงกลมท้องฟ้าขึ้นเป็นหลักในการแบ่งเขต

            ทรงกลมท้องฟ้าเป็นทรงกลมสมมุติ ขนานกับทรงกลมโลก มีเส้นศูนย์ สูตรฟ้าขนานและอยู่ในระนาบเดียวกับเส้นศูนย์สูตรโลก ถ้าลองคิดขยายเส้น ศูนย์สูตรโลกซึ่งเป็นวงกลมออกไป จะทับเส้นศูนย์สูตรฟ้าพอดี แนวเส้นตรงที่ ผ่านขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ ซึ่งเรียกว่า แกนของโลก ก็จะผ่านทรงกลม ท้องฟ้าที่ขั้วเหนือฟ้า และ ขั้วใต้ฟ้า และเรียกว่า แกนของทรงกลมท้องฟ้า เช่นกัน

            การบอกตำแหน่งของวัตถุบนท้องฟ้า ใช้วิธีการเดียวกับการบอกตำแหน่ง วัตถุบนพื้นโลก โดยใช้ทรงกลมท้องฟ้าที่กล่าวมานี้ ซึ่งจะได้กล่าวถึงวิธีการ โดยละเอียดในตอนต่อไป