宇宙這樣大，又沒有真正的“上下左右”之區分，所以辨別方向是比較困難的。想要分辨方向，首先需要一個確定的座標。這個座標不能太黯淡，得很容易找到它們。這一點就比較困難。恆星是宇宙之中最容易發現的星體，但其實恆星之間相聚遙遠，實在太過遙遠，如果觀察它們，就只能看見一個黯淡無比的亮點。比如，我們在地面觀察天狼星，似乎它很亮很大，其實這是由於地球上大氣的原因，如果在沒有空氣的宇宙真空中找天狼星，肉眼幾乎觀察不到。很難以普通恆星為座標的。

不過，我們還知道有一種叫做中子星的特殊天體，它們也是一種特殊形態的恆星。利用中子星不斷向宇宙空間發射強烈電磁波的特性，我們就可以確定我們在宇宙之中的座標。一個原子，其實它內部的空間很大，表面是電子，核心是中子和質子。不斷的壓縮原子，讓電子壓進核心，原子就會變為中子。如果物質都是由中子物質組成，這種物質的密度就會很大，變為特殊的簡併態物質，中子星就是一種簡併態物質。中子星的體積很小，直徑不超過幾十千米，但是質量驚人，而且它快速旋轉，不斷向外界發射超強的電磁波輻射。這輻射，在我們看來，非常的顯眼。如果我們可以在宇宙之中確定十幾個中子星的座標，就可以確認我們的方向和位置。

在宇宙中辨別方向與在地球上辨別方向是有很大的不同的。地球上的目的地是固定不變的，而宇宙中的星體相對位置是不斷變化的。

在地球上我們需要辨別方向是因為我們需要到達一個確切的目的地，而這個目的地在地球表面參考系上是固定的，也就是說，在地球上，只要你方向正確，你就能到達目的地，因為目的地位置和你所在的位置相對固定的。然而在宇宙中，需要達到的目的地可能是一個行星，可能是一個恆星系，也可能是銀河系外的星系，這些目的地在宇宙中是運動的，而不像在地球上目的地相對於你的位置是固定的。

如果按照在地球上面導航的方法來確定在宇宙中的位置，比如在太陽系內，以太陽為參考系，你也沒法用東西南北的方法來確定地球，火星，水星在太陽系內的位置，因為這些行星時候都是運動的。而在銀河系內，把太陽系看成一個點，這個點的位置也是隨時在改變。也就是說，飛出地球，在宇宙中我們便無法用適用於地球表面的導航方法來在宇宙中辨別方向。

那麼在宇宙中應該如何確定方向呢？

如果你即將要做星際旅行，假如在銀河系內，那麼你需要一張星際地圖，這張地圖能夠精確的展示一段時間銀河系內所有天體在宇宙內的運動軌跡，並不是過去的運動軌跡，而是將來的運動軌跡，至少這張地圖能夠精確模擬未來很長一段時間內銀河系裡每一個天體的運動軌跡。有了這樣一張圖，確定目的地，導航系統加載出星際地圖，加上飛船速度，時間等因素，即可確定一條通往目的地的飛行路徑。

有了地圖，但是不知道自身的位置，就算有這張圖那用處也不太大，就算有目的地，但是連自身位置都無法確定，也就無法獲取飛行路徑。在宇宙中航行與我們在城市中開車一樣，都需要實時更新自身位置，區別就在於城市需要更高的精確度，否則小區大門都可能找不到。宇宙中則不一樣，不需要那麼高的精確度。在恆星系內，可以參考恆星和行星實時位置來確定自身位置。

而在進行星際旅行時，可以用相對於恆星系位置計算出自身位置，也可以利用脈衝星來計算出自身位置。脈衝星是高速自旋的中子星，每秒能旋轉數百次，能夠釋放非常強大的無線電波，並且這些無線電波能夠以精確的時間間隔掃過周圍空間，這可以作為高精度的時間訊號，與GPS定位原理相似。理論上，利用三顆脈衝星即可確定自身位置，當然利用更多的脈衝星能夠更精確的定位。

宇宙以遠方星座為地標、叫宇宙標記、遠方的星座星系由於距離遠、儘管有自動、但是在天空不會有非常明顯的感覺、、、

短時間內的可以以星球為標記、比如地球、比如太陽、

宇宙中描述天體位置需要座標系，下面列舉幾種常用的測定天體位置的座標系統。

是天文學上用來描繪天體在天球上位置的座標系統。有許多不同的座標系統都使用球面座標投影在天球上，類似於使用在地球表面的地理座標系統。這些座標系統的不同處只在用來將天空分割成兩個相等半球的大圓，也就是基面的不同。例如，地理座標系統的基面是地球的赤道。每個座標系統的命名都是依據其所選擇的基面。

地平座標系統

在地平或高度方位系統，觀測者位於地球上，圍繞著自身的自轉軸每一恆星日（23h56m）相對於固定的恆星背景旋轉一週。在地平系統中，天體位置的定位主要用於計算出與沒的短暫時間，例如，太陽昇起和沉沒時間的計算。過去它也用於導航，例如，確定行星位置的高度與方位，依據時間確定船隻正確的經度和緯度。許多望遠鏡也採用經緯儀的架臺，然後依據時間、地理位置，利用電腦計算天體在地平上的位置（高度和方位）。

赤道座標系統

赤道座標系統以地球的中心為中心並且固定住環繞我們的天空，因此它看起來與地球固定在一起，而我們在地球的表面上繞著自身的軸旋轉。赤道座標描述的天空，包括所見的太陽系，和現在所有的星圖幾乎全都用赤道座標來繪製，而古代的東方天文學家早已使用這種座標繪製星圖。

赤道系統是專業天文學家最常用的座標系統，業餘天文學家也使用赤道系統的架臺在夜晚追蹤天空的運動。天體被調整好的望遠鏡或其它種類的儀器找到之後，這些天體就會使用與赤道座標匹配來標示它們的位置。

最常被選用的赤道系統是古老的1950分點或現代的2000分點，但也可以使用標示日期的赤道系統，意味著必須考量日期的需要，例如對一顆行星或太空船位置的測量。也有細分到“平均日”座標，它們採用平均值而忽略章動和包含章動的"真正日期"

黃道座標系統

是一種古老的座標系統，使用在天文學和占星術上未分家前的星圖上，特別是在西方世界。黃道系統描述的是行星環繞太陽移動的軌道，它的中心在太陽系的重心，也就是太陽的位置。它的基本平面是地球的軌道面，稱為黃道面。在行星科學中被大量使用，像是計算行星的位置和其他重要的行星軌道引數：傾角、升交點、降交點、近日點位置等等。

銀河座標系統

銀河系統是以我們的太陽系為中心，指向銀河中心的方向為是0點的位置，而基本平面大致上與銀河盤面一致，但是有固定的標準。當然，銀河系統是用來決定星際物體在銀河中的相關位置。

超星系座標系統

也是天球座標系統之一，他的赤道是校準在超星系平面上。這個系統用於在地的宇宙之中，主要是參考鄰近的星系團，包含室女座星系團、巨引源和英仙-雙魚超星系團等，在平面（二維空間）的分佈狀態。超星系的經度和緯度類比於銀道座標系的銀經（l）和銀緯（b），分別標示為SGL和SGB，座標經度的起點（SGL=0）定義為銀河平面與超星系平面的交叉點。

地平座標系

地平緯度，也可以稱為高度角（Altitude）或仰角，指的是從天文地平線（0°） 垂直向上量取到天頂（+90°）的角度。它還可以用負值延伸到地平線下最低點的天底（-90°）。雖然有些地方會使用高度或海拔標高（elevation, geometric height）一詞取代仰角，但高度通常會被理解為一種直線單位的距離，像是米（米，或是任何其他的長度單位），並不建議將它當成是一個角度的距離。

在天文學中更常被使用的名詞是天頂距，這是仰角的餘角，也就是天頂是0 °，在地平線上是90 °，最低點的天底是180 °。