天球是一个具有任意长（或无穷长）半径的假想球体，用于早期的天文观测。早期观测星球时，把星球当作在这天球上，星球的距离不是观测者所要量的，而是星球在天球上位置所形成的时角（参见hour angle）或赤经（参见right ascension），以及赤纬（参见declination）才是主要的二个量度。一般而言，天球的球心可在地球的质心或观测者上。