De berekening van de posities van sterren is gebaseerd op het beeld van een hemelbol die roteert in ongeveer 23 h 56 min rond de as van de Aarde. (In realiteit is het vanzelfsprekend niet de hemelbol die roteert maar de Aarde). De twee punten geprojecteerd op de hemelbol door het verlengen van de rotatieas van de Aarde worden de hemelpolen genoemd (noordelijke en zuidelijke hemelpoort). Het is gemakkelijk de noordelijke hemelpoort aan de hemel te vinden, omdat de relatief heldere Poolster zich zeer dicht bij die plaats bevindt. Dicht bij de zuidelijke hemelpoort zijn er echter geen opvallende sterren. Deze HTML5 app toont hoe de posities van de hemelpolen afhangen van de geografische breedtegraad (hoek lichtblauw gemarkeerd) van de positie van de waarnemer.
Aan de linkerkant is er een afbeelding van de Aarde met zijn evenaar, Noordpool, Zuidpool en rotatieas. Het horizontaal vlak is getekend voor een bepaalde plaats op het noordelijk halfrond; de rode pijl geeft de noordelijke richting, de groene de zuidelijke richting. Je kan de positie van de waarnemer veranderen met ingedrukte muistoets. In dat geval zal je de verandering zien van het horizontaal vlak, de richting van het zenith (violette pijl) en de richting van de zichtbare hemelpool (blauwe pijl).
Aan de rechterkant is de situatie afgebeeld zoals die zich voordoet voor een menselijke waarnemer. Het vlak van de horizont is horizontaal getekend en het zenith bevindt zich direct boven de hemelbol. In de richting van de blauwe pijl kan je de hoogte vinden van de zichtbare hemelpool boven de horizont.
Als je de hemel bekijkt in het noordelijk halfrond van de Aarde, is de noordelijke hemelpool in het noorden gelegen en roteren
de sterren (schijnbaar) er rond in tegenwijzerzin. Als je je bevindt in het zuidelijk halfrond, kan je de zuidelijke hemelpool
in het zuiden zien, en roteren de sterren (schijnbaar) er rond in wijzerzin.
Als je je bevindt aan de noord- of zuidpool, zullen de zichtbare hemelpolen direct boven je verschijnen. Als je je echter bevindt
aan de evenaar, zullen de twee hemelpolen aan de horizont verschijnen.