Le système de coordonnées équatorial est probablement le système de coordonnées céleste le plus utilisé. C'est aussi celui qui est le plus semblable à notre système de coordonnées géographique, puisqu'ils utilisent tous deux le même plan fondamental et les mêmes pôles. La projection de notre équateur sur la sphère céleste est appelée l'équateur céleste. De la même façon, la projection de nos pôles géographiques sur la sphère céleste crée les pôles célestes Nord et Sud.

Il existe toutefois une différence importante entre le système de coordonnées équatoriales et le système de coordonnées géographiques : le système géographique est fixé à la Terre ; il tourne avec la Terre. Le système équatorial est fixé aux étoiles^[1], donc il semble se déplacer avec les étoiles alors qu'en réalité c'est la Terre qui tourne et le ciel est immobile.

L'angle latitudinal du système équatorial est appelé déclinaison (que l'on abrège DEC). La déclinaison mesure l'angle d'un objet au-dessus ou au-dessous de l'équateur céleste. L'angle longitudinal s'appelle l'ascension droite (que l'on abrège AD). L'ascension droite mesure l'angle d'un objet à l'est de l'équinoxe vernal. Contrairement à la longitude, l'ascension droite est habituellement mesurée en heures, non en degrés, parce que la rotation apparente du système de coordonnées équatoriales est très apparenté à l'heure sidérale et à l'angle horaire. Puisqu'une rotation complète du ciel prend 24 heures, un heure d'ascension droite est égale à 15 degrés (360 degrés / 24 heures).

Les coordonnées équatoriales pour les objets du ciel profond et les étoiles ne varient pas sensiblement pendant une courte période, car elles ne sont pas affectées par le mouvement diurne (la rotation quotidienne apparente du ciel autour de la Terre. Toutefois, notez que cela prend 1 jour sidéral , contre 1 jour solaire). Les coordonnées sont adaptées pour la créations des catalogues d'étoiles et les objets du ciel profond (à noter que les coordonnées galactiques fonctionneront également, mais sont difficiles à utiliser à partir d'un point de vue terrestre. Cependant, il y a des effets qui font varier la RA et DEC des objets au fil du temps, à savoir la précession et la nutation, et le mouvement propre , ce dernier étant encore moins important. Les coordonnées équatoriales sont donc généralement spécifiées avec une époque, pour tenir compte de la précession. Les époques comprennent J2000.0 (Année julienne 2000) et B1950.0 (année besselienne 1950).

Le système de coordonnées horizontales utilise l'horizon local de l'observateur comme plan fondamental. Cela divise le ciel en deux hémisphères, celui du haut, que l'on peut voir, et celui du bas qui est caché par la Terre sous nos pieds. Le pôle de l'hémisphère « du haut » s'appelle le zénith. Le pôle de l'hémisphère qui nous est invisible s'appelle le nadir. L'angle d'un objet au-dessus ou au-dessous de l'horizon s'appelle l'altitude (Alt). L'angle d'un objet autour de l'horizon (mesuré à partir du point nord, vers l'est) est appelé azimut. Le système de coordonnées horizontal est parfois appelé système de coordonnées Alt/Az.

Le système de coordonnées horizontales est fixé à la Terre et non pas aux étoiles. En conséquence, l'altitude et l'azimut d'un objet changent avec le temps, l'objet semblant dériver dans le ciel. De plus, puisque le système horizontal est défini par l'horizon local de l'observateur, l'altitude et l'azimut d'un objet changeront en fonction de la position de l'observateur.

Les coordonnées horizontales sont très utiles pour déterminer les heures du lever et du coucher d'un objet céleste. Un objet qui se lève possède une altitude de 0 degrés et un azimut plus petit que 180 degrés ; un objet qui se couche possède une altitude de 0 degrés et un azimut plus grand que 180 degrés.

Le système de coordonnées écliptiques utilise l'écliptique comme plan fondamental. L'écliptique est la trajectoire que le Soleil semble suivre à travers le ciel au cours d'une année. C'est aussi la projection, sur la sphère céleste, du plan orbital de la Terre. L'angle latitudinal est appelé la latitude écliptique, et l'angle longitudinal est appelé la longitude écliptique. Le point zéro de la longitude écliptique est (tout comme l'ascension droite du système équatorial) l'équinoxe vernal.

D'après vous, à quoi sert le système de coordonnées écliptiques ? Si vous avez trouvé qu'il sert à cartographier les objets du système solaire, vous avez raison. Les planètes, à l'exception de Pluton, orbitent autour du Soleil sur pratiquement le même plan, et donc on peut dire qu'elles se trouvent toutes à un endroit pas très éloigné de l'écliptique (c'est-à-dire qu'elles possèdent toujours des latitudes écliptiques de petite taille).

Le système de coordonnées galactiques utilise la Voie Lactée comme plan fondamental. L'angle latitudinal est appelé la latitude galactique, et l'angle longitudinal est appelé la longitude galactique. Ce système de coordonnées est utile pour l'étude de la Galaxie. Par exemple, si vous voulez savoir comment la densité des étoiles change en fonction de la latitude galactique, ou de combien est aplatie la Voie Lactée.