Cuando se calcula la posición de las estrellas, se parte de la idea de una esfera celeste que gira aproximadamente 23 h y 56 minutos alrededor del eje de la tierra. En realidad, como sabemos, no es la esfera celeste la que rota sino la Tierra. Los dos puntos proyectados sobre la esfera celeste por la extensión del eje de rotación de la tierra se llaman polos celestes (Polo Norte y Polo Sur). El Polo Norte es fácil de ver en el cielo ya que se encuentra prácticamente donde está la Estrella Polar que tiene una cierta magnitud. Sin embargo, cerca del Polo Sur celeste no hay estrellas conocidas. Este App HTML5 muestra cómo la posición de los polos celestes depende de la latitud geográfica (ángulo dibujado en azul) del punto de observación.
En la ilustración, el gráfico de la izquierda corresponde a la Tierra con el Ecuador, Polo Norte, Polo Sur y eje de rotación. El plano horizontal se ha dibujado con una posición preseleccionada en el hemisferio norte; la flecha roja representa la dirección norte y la verde la dirección sur. Se puede variar la posición del observador haciendo "click" con el ratón y se podrá ver el cambio en el plano horizontal, la dirección del cenit (flecha rosa) y la dirección del polo celeste visible (flecha azul).
El gráfico de la derecha representa la situación tal como la como la percibe un observador en la Tierra: el plano del horizonte aparece dibujado horizontalmente y el cenit se observa directamente encima de la esfera celeste. La flecha azul indica la altitud del polo celeste visible en el horizonte.
Si se observa el cielo desde el hemisferio norte de la Tierra, el polo norte celeste está localizado hacia el norte, y las estrellas
rotan, aparentemente, en sentido contrario a las agujas del reloj; si se está en el hemisferio sur, se puede observar el polo sur celeste
en dirección sur, y las estrellas giran aparentemente, en el sentido de las agujas del reloj.
Si se observaran las estrellas desde el Polo Norte o el Polo Sur terrestres, el polo visible celeste aparecería directamente sobre
nosotros. Si estuviéramos en el Ecuador, los dos polos celestes se encontrarían sobre el horizonte.