方位天文学是研究天体位置和运动的学问，是天文学最古老的分支之一，可以追溯到上古的时代。天体位置的观察对宗教和占星术都非常重要，并且可以作为计时的依据。透过天体测量学可以精确测量天体在天空中的位置。人类以肉眼在最好的环境下约可见6,000颗恆星（全天计），但在任何时间都有一半是在地平线下看不见的。现代星图中，人类把天球划分成88个星座并有标准的星座边界，每一颗恆星仅能归属于一个星座。星座的升落与天极在航海天文上非常有用，举例如居于北半球，可利用北极星找到北方，因为他永远位于北天极附近。