Quand on calcule les positions des étoiles, on part de l'idée d'une sphère céleste qui tourne en environ 23 h 56 minutes autour de l'axe de la terre. (En vérité, ce n'est bien sûr pas la sphère céleste qui est en rotation mais la terre.) Les deux points de la sphère céleste qui se trouvent sur l'axe prolongé de la terre, s'appellent les pôles célestes (pôle nord et pôle sud). Le pôle nord est facile à repérer dans le ciel car il se trouve pratiquement à l'emplacement de l'étoile polaire qui est relativement lumineuse. En revanche, à proximité du pôle sud, il n'y a pas d'étoiles remarquables. L'applet de Java suivante montre comment la position des pôles dépend de la latitude géographique (dessiné en bleu ciel) de l'endroit de l'observation.
La Terre avec l'équateur, le pôle nord, pôle sud et l'axe terrestre est représentée à gauche. Pour une position d'observation dans l'hémisphère nord, on a marqué le plan horizontal; pour cela, la flèche rouge indique la direction nord, la flèche verte la direction sud. Si on clique avec la souris, on peut changer l'endroit d'observation préfiguré. En même temps, à part le plan horizontal, vous modifiez également la direction du zénith (flèche violette) ainsi que la direction du pôle céleste visible (flèche bleue). Dans la partie de droite est représentée la situation telle qu'elle apparaîtra à un observateur humain: La direction de la flèche bleue indiquera de combien le pôle céleste visible est au-dessus de l'horizon.
Un observateur dans l'hémisphère Nord pourra voir le pôle céleste Nord en direction nord; les étoiles tournent (apparemment) autour dans le sens opposé des aiguilles d'une montre. Dans l'hémisphère Sud, on pourra apercevoir le pôle céleste Sud en direction Sud; les étoiles tournent (apparemment) autour dans le sens des aiguilles d'une montre. Si on observe les étoiles au pôle Nord ou Sud, le pôle céleste visible se trouvera exactement au zénith. Si en revanche, on se trouve à l'équateur, les deux pôles se trouveront exactement sur le plan horizontal.