La esfera celeste es un vasto lienzo que alberga las 88 constelaciones reconocidas por la Unión Astronómica Internacional (UAI). Estas divisiones en el firmamento permiten a los astrónomos localizar y estudiar estrellas y objetos del cielo profundo. No obstante, las constelaciones estelares que pueden observarse en la noche varían dependiendo de la ubicación del observador y la estación del año.
Mientras que 36 constelaciones se encuentran en el cielo boreal, las restantes 52 se localizan en el cielo austral, lo que significa que la selección de constelaciones visibles cambia según la ubicación geográfica. Además, conforme nuestro planeta gira sobre su eje, las estrellas parecen moverse en el cielo de este a oeste, al igual que el Sol asciende por el este y se oculta por el oeste.
Durante el transcurso del año, la Tierra orbita alrededor del Sol y las constelaciones se desplazan lentamente hacia el oeste. Esto implica que, en diferentes épocas del año, se pueden observar diferentes constelaciones. Con cada cambio de estación, los observadores apuntan hacia distintas regiones en el espacio, lo que les brinda la oportunidad de explorar nuevas partes del cielo nocturno.
La esfera celeste, una esfera imaginaria que rodea la Tierra, está dividida en los hemisferios norte y sur por la línea del ecuador terrestre, extendida en el espacio. Del mismo modo, los polos norte y sur de la Tierra, extendidos en el espacio, marcan los polos celestes norte y sur. El polo norte celeste puede localizarse fácilmente porque está marcado por Polaris, una estrella relativamente brillante situada en la constelación de la Osa Menor. El polo sur es un poco más difícil de localizar porque hay estrellas visibles a simple vista que marcan su ubicación.
Polaris y otras estrellas situadas cerca de los polos celestes parecen moverse a través de un área más pequeña que las estrellas situadas más cerca del ecuador. Cuanto más lejos están de los polos, más amplio es el círculo que forman las estrellas en el cielo nocturno. Las estrellas que están cerca de los polos nunca se ponen por debajo del horizonte para los observadores en lugares donde las estrellas son visibles: son circumpolares. Cerca del ecuador, no hay estrellas circumpolares. Con los polos celestes en el horizonte, todas las estrellas parecen salir por el este y ponerse por el oeste para los observadores situados en el ecuador.
Los observadores nunca pueden ver las 88 constelaciones desde un único punto de la Tierra. Mientras que algunas de las constelaciones australes pueden verse desde latitudes septentrionales en determinadas épocas del año -Escorpio, por ejemplo, es visible sobre el horizonte austral en verano-, otras nunca se elevan sobre el horizonte. Crux, también conocida como Cruz del Sur, lo suficientemente prominente en el cielo austral como para figurar en varias banderas nacionales del hemisferio sur, nunca puede verse desde la mayoría de los lugares al norte del ecuador. Del mismo modo, la constelación de la Osa Menor, que contiene a Polaris, la estrella brillante más cercana al polo norte celeste, no puede verse desde la mayoría de los lugares al sur del ecuador.
La posición de todas las estrellas y objetos del cielo profundo en la esfera celeste se traza en relación con el ecuador y los polos celestes, del mismo modo que las distintas ubicaciones en la Tierra se trazan utilizando el ecuador y Greenwich (Inglaterra). La latitud o posición de una estrella al norte o al sur del ecuador celeste se denomina declinación, mientras que su longitud o posición al este o al oeste se denomina ascensión recta y se mide en horas, minutos y segundos.
