از آنجا که معمولا بیشتر سامانه های مختصاتی در نجوم همانند مختصات جغرافیایی در زمین هستند و پیکربندی و اصول مشابه دارند ، ساده تر به نظر می رسد که ابتدا به سیستم مختصات جغرافیایی بر روی زمین پرداخته شود تا در ادامه کار با سیستم ها نجومی ساده تر باشد .
برای پیدا کردن موقعیت یک جسم بر روی یک کره (مانند زمین ) از عرض وطول جغرافیایی استفاده می شود .
فرض کنید زمین از استوا تا دو قطبین از دایره های موازی و با اندازه های مختلف ( هر چه فاصله به قطبین کمتر شود طول دایره ها کوچکتر می شود ) پر شده باشد .به این دایره های موازی مدار می گوییم که بزرگترین آنها استوا است که زمین را به دو نیم کره ی مساوی شمالی( قسمت بالا ) و جنوبی ( قسمت پایین ) تقسیم می کند .مدار ها نشان دهنده عرض جغرافیایی یک منطقه اند و عرض جغرافیایی یعنی زاویه ای که خط وصل کننده آن نقطه به مرکز زمین با صفحه استوایی می سازد .تصاویر (4) و (5)

همان طور که در شکل می بینید عرض جغرافیایی ( زاویه ی خط با صفحه استوا) از 0 تا 90 در قطب شمال در تغییر است و در قطب جنوب نیز همین طور ولی برای جدا کردن این دو نیم کره از یک دیگر و سهولت در مکان یابی عرض جغرافیایی نیم کره ی جنوبی را از 0 تا 90- در نظر می گیریم .( همانند دایره ی مختصاتی که زاویه های زیر محور x را منفی می توان فرض کرد )
و نکته بعد این است که تمام نقاط واقع بر یک مدار، عرض جغرافیایی یکسان دارند ( مانند نقاط A ,B) و متفاوت از مدار های دیگر ( نقطه C). در واقع مدار ها مانند مختصات محور قائم(Y) در زوج (X,Y) عمل می کنند ولی هنوز سیستم ما کامل نیست و نیاز به مولفه ی دیگری نیز هست .
مولفه دوم ما که مکان یابی ما را کامل می کند را طول جغرافیایی می گویند .برای مفهوم طول جغرافیایی دایره ی آبی رنگ تصور (1) را در نظر بگیرید .این دایره های خیالی از قطبین عبور میکنند و از هر نقطه ی زمین هم یکی از این دایره های فرضی می گذرد .پس از هر نقطه ی زمین یک مدار و یک دایره ی عمود بر صفحه ی استوا( که نصف النهار می نامیم ) می گذرد یا بهتر است بگوییم که هر نقطه ی زمین محل برخورد یک مدار و یک نصف النهار است .
نصف النهار ها نیز مانند مدار ها نیاز به مبدا برای سنجیده شدن نسبت به هم دارند .به این مبدا فرضی ، نصف النهار مبدا می گویند که از گرینویچ (لندن ) می گذرد و طول جغرافیایی هر نقطه یعنی مقدار زاویه بین نصف النهار گذرنده از آن نقطه و نصف النهار مبدا . همه نقاط واقع بر يک نصف النهار از طول جغرافيايي مساوي برخوردارند. طول جغرافيايي از گرينويچ به طرف شرق, شرقي و به طرف غرب, غربي است. مقدار طول جغرافيايي از صفر براي نصف النهار مبدا تا 180 به طرف شرق, و تا 180 درجه به طرف غرب, در حال تغيير است. هنگاميکه مي گوييم طول يک نقطه 51 درجه شرقي است, يعني در نيمکره شرقي گرينويچ واقع شده و نصف النهاري که از آن نقطه مي گذرد با نصف النهار مبدا زاويه 51 درجه مي سازد.


برای مثال طول جغرافیایی شیراز را این گونه محاسبه می کنیم :
زاویه ی بین نصف النهار شیراز و نصف النهار گرینویچ


معمولا عرض و طول جغرافيايي برحسب درجه سپس دقيق و ثانيه بيان مي شوند. هر دقيقه يک شصتم درجه و هر ثانيه يک شصتم دقيقه است(پس 30 دقیقه همان نیم درجه است و 3600 ثانیه یک درجه ). عرض جغرافيايي با حرف (فی=j) و طول جغرافيايي با (l=لاندا) مشخص مي شوند.