地球自转时南北各有一个不动点叫南极、北极。通过地心连接南北极的假想线是地轴，即地球的自转轴。赤道就是通过地心并垂直于地轴的假想平面与地球表面相交的圆周线。它将地球等分为南北两半球。人们以赤道和南北极为控制点来确定各地经纬度(地理坐标)。经线是连结两极而垂直于赤道的圆周线，纬线是与赤道平行的圆周线。纬度是以赤道为零度线，将南北半球各等分为九十度。经纬度可以方便的标定地球上任何一个位置。
名词解释
地球是太阳系中近日行星，在围绕太阳公转的同时，本身也在不停地自转，其自转围绕的轴线称自转轴，也叫地轴。近似球体的地球，半径约为6720 km，南北轴线方向稍扁；若将地球当正球体看，则以地轴为中心线，与地面的交点称为极点，靠近北极星的称为北极点，较远的称为南极点；南、北极点连线中心称为地心，经过地心垂直地轴的面称为赤道面，赤道面和地球表面的交线称为赤道；赤道以北称为北半球，以南的称为南半球；地面上任何一点与地心的连线与赤道面的夹角称为该点的纬度，处于北半球的为北纬，南半球的称为南纬；经过地轴的面与地球表面的交线称为经圈，经圈被南北极点分为两个半圆，这些半圆称为子午线(经线)，我们把经过英国伦敦格林尼治天文台旧址的子午线称为本初子午线，定义为0°经线，其他各经线的度定方法是以该经线和地轴所构成的面与本初子午线和地轴构成的面之间的夹角，称为该经线的经度；由本初子午线向西各经线称为西经，向东的称为东经，东、西经180°正好重叠。经度和纬度可以方便地标定地面上任何一点，如上海(31.2 °N，121.43°E)、洛杉矶(34°N，118°W)等。
赤道
赤道是最长的纬线，长约4万千米。它与两极之间的距离相等，把地球分为南、北两半球。赤道是地球仪上的零度纬线。赤道以北的纬度，叫北纬，习惯上用“N”作代号；赤道以南的纬度，叫南纬，习惯上用“S”作代号。北纬、南纬各有90度。北极和南极分别是90°N和90°S。
本初子午线
国际上将通过英国伦敦格林尼治天文台原址的那条经线称为0°经线，也叫本初子午线。从本初子午线向东、向西，各分作180度，以东的180度属于东经，习惯上用“E”作代号；以西的180度属于西经，习惯上用“W”作代号。
经线
经线也称子午线，和纬线一样是人类为度量方便而假设出来的辅助线，定义为地球表面连接南北两极的大圆线上的半圆弧。任意两根经线的长度相等，相交于南北两极点。每一根经线都有其相对应的数值，称为经度。0°经线以西称西经，用“W”表示。0经线以东称东经，用“E”表示。
纬线
纬线和经线一样是人类为度量方便而假设出来的辅助线，定义为地球表面某点随地球自转所形成的轨迹。任何一根纬线都是接近正圆的椭圆形而且两两平行。纬线的长度是赤道的周长乘以纬线的纬度的余弦，所以赤道最长，离赤道越远的纬线，周长越短，到了两极就缩为零。赤道以北称北纬，用“N”表示。赤道以南称南纬，用“S”表示。
经纬网
地球仪上的经线和纬线共同组成了经纬网，地球上不同地点的位置，可以用相应的经纬度数来表示，如北京的坐标是（40°N，116°E）。
测定方法
地图法
首先在大比例尺的地图上找到气象台站所在地的大概位置，并将该点相邻的两条经度线纬度线之间分别划分十等分，看该点处于第几条经度、纬度等分线的交叉点，然后推算出经度和纬度，精确到分。
时间差和经纬仪测定纬度
1.利用时间差测定经度
利用太阳正对东经120°经线与正对测点南北线(子午线)之间的时间差计算该地的经度。其方法，在某一测点竖一直杆，通过测点画一条正北方向线(用北极星测定法测定)，当太阳的投影线与正北方向线重合时，记下这个时刻(北京时间)，利用下式即可求出当地经度。
当地经度=120度+（地方时—北京时间）/ 4分·度-1或
当地经度=120度+ (北京时间时差小时数×15度·时-1；+北京时间时差分钟数×15分·分-1；+北京时间时差秒钟数×15秒·秒-1)，式中正负号的确定测点在东经120°以西取“-”，以东取“+”。
2.利用经纬仪测定纬度。
将经纬仪架设在观测点上，调好水平，物镜对准北极星，使星光点位于十字线中心，读出北极星的仰角值，再用下式计算出该观测点的纬度。
式中ψ为纬度，h为北极星高度角读数，δ为观测时北极星的赤纬(可查《中国天文年历》求得)，ω为观测时北极星相对于观测点子午面的时角。
式中λ为测点的经度，l1为观测时世界时，l2为北极星上中天世界时。
由于北极星的视赤纬接近90°，所以常把观测的北极星高度角h近似地看作测点的纬度。