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La sfera celeste è una sfera di raggio arbitrario sulla cui superficie sono proiettati, dal centro della sfera, tutti gli astri. La sfera celeste si dice geocentrica, se ha per centro il centro della terra, locale, se ha per centro l'occhio dell'osservatore, eliocentrica, se ha per centro il Sole.
L'origine di tale arbitrarietà del raggio sta nel fatto che oltre una certa distanza non siamo più in grado di valutare visivamente la lontananza dei corpi, per cui gli astri ci sembrano tutti alla stessa distanza.
Durante l'apparente moto diurno degli astri due soli punti del cielo, tra loro antipodali, restano immobili: sono i poli celesti. La sfera celeste sembra quindi ruotare su sé stessa attorno ad un asse passante per i poli, chiamato asse celeste.
L'equatore celeste è il cerchio massimo equidistante dai poli celesti (proiezione dell'equatore terrestre), che divide la sfera celeste nei due emisferi Nord e Sud. I cerchi orari sono le semicirconferenze massime congiungenti i poli celesti.
Le cosiddette stelle fisse, la grande maggioranza degli astri, mantengono la loro posizione relativa (o meglio, vi sono variazioni ma lentissime), costituendo un riferimento visivo sulla sfera celeste. Esse sono tradizionalmente raggruppate in costellazioni.
