以天顶(头顶正上方)和地平圈为基本点圈建立的坐标系叫地平坐标系，两个坐标分量是地平高度和方位(见图1)。
图1 地平坐标系
地平高度是指天体沿着垂直于地平经圈的大圆到地平的角距离，地平为计算起点。中国古代有很长一段时间用丈、尺、寸等长度单位来表示天体的高度，一寸大致相当于一度。直到宋代以后，才改用“度”单位。
方位就是方向，可在地平经圈上标志。在方位概念产生的最初阶段，只有东、南、西、北四个方向，分别用卯、午、酉、子表示。到汉代时，增加到12个方向，各以十二支命名。后来，出于提高测量精度的需要，又用四维、八干、十二支来表示24个方向，其中四维是艮〔gen亘〕、巽〔xun迅〕、坤、乾，分别表示东北、东南、西南、西北。八干是甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸。十二支是子、丑、寅、卯、辰、巳〔si四〕、午、未、申、酉、戌、亥(见图2)。显而易见，方位只是一个区域概念，以“子”为例，在正北左右各7.5°的范围内都称为子方位。《周髀〔bi闭〕算经》可作为例外，因为书中使用了与现代地平经度相仿的量度方法。除此以外，中国地平坐标系统的方位分量也不存在量度的起始点问题。
图2 二十四方位图