Onder hemelbol word verstaan die denkbeeldige (halwe) bol waarop die hemelverskynsels en hemelliggame gesien kan word. Die straal van die bol is van willekeurige grootte, met die oog van die waarnemers gewoonlik as die middelpunt. Aardse verskynsels is opvallend omdat hulle, afhangende van die plek waar die waarnemer hom bevind, 'n perspektiwiese effek toon. By die hemelliggame is dit in veel minder mate of glad nie die geval nie. 'n Onderskeid kan gemaak word tussen 'n stilstaande en 'n bewegende hemelbol. Laasgenoemde is die gevolg van die daaglikse omwenteling van die aarde. 'n Mens kan talle objekte en verskynsels aan die hemelbol sien, soos wolke, bliksemstrale, die poolligte, die son, planete en sterre. Die meeste aardse verskynsels is herkenbaar aan hul vinnige beweging of vanweë die feit dat hulle van verskiltende plekke af 'n perspektiwiese effek (distorsie) toon. Dat kosmiese verskynsels baie verder weg is as die wolke, word bewys deur die feit dat 'n mens 'n baie kleiner of geen perspektiwiese effek by hulle kan waarneem nie. Die vlak wat deur die sig van die waarnemer loodreg op die rigting van die swaartekrag lê, word die horisonvlak genoem.