Chuyển động biểu kiến của Mặt Trời dọc theo hoàng đạo (đỏ) khi quan sát từ bên trong thiên cầu. Hệ tọa độ hoàng đạo nằm bên trong (đỏ). Xích đạo thiên cầu (xanh) và hệ tọa độ xích đạo (xanh), nằm nghiêng so với hoàng đạo, dường như lắc lư khi Mặt Trời chuyển động thay đổi vị trí.

Hoàng đạo tạo thành một trong hai mặt phẳng cơ bản được dùng làm tham chiếu vị trí trên thiên cầu, mặt phẳng kia là xích đạo thiên cầu. Trục vuông góc với hoàng đạo xác định lên hai cực của hoàng đạo, cực bắc hoàng đạo là cực bắc của xích đạo. Trong hai mặt phẳng cơ bản này, mặt phẳng hoàng đạo ít thay đổi hơn so với các ngôi sao ở xa, chuyển động của nó so ảnh hưởng tiến động của các hành tinh chỉ gần bằng 1/100 so với của xích đạo thiên cầu.[20]

Biểu diễn bằng hệ tọa độ cầu, các hoàng kinh (kinh tuyến hoàng đạo) và hoàng vĩ (vĩ tuyến hoàng đạo) hoặc kinh tuyến và vĩ tuyến thiên cầu, được sử dụng để định vị trí trên thiên cầu so với mặt phẳng hoàng đạo. Giá trị kinh độ xác định dương theo hướng đông[3] từ 0° đến 360° dọc theo hoàng đạo từ điểm xuân phân, cùng hướng với hướng chuyển động của Mặt Trời. Vĩ độ được đo theo hướng vuông góc với hoàng đạo, đến +90° hướng về cực bắc hoặc -90° hướng về cực nam của hoàng đạo, hoàng đạo là vĩ tuyến được gán giá trị 0°. Một vị trí đầy đủ trên thiên cầu cũng cần tham số xác định khoảng cách. Các đơn vị khoảng cách khác nhau cũng được sử dụng cho những mục đích khác nhau. Bên trong hệ Mặt Trời, thường các nhà thiên văn học sử dụng đơn vị thiên văn, và đối với các vật thể gần Trái Đất, đơn vị bán kính Trái Đất hoặc kilômét được sử dụng. Hệ tọa độ trục vuông góc đặt ở góc phần tư thứ nhất cũng hay được sử dụng; với trục hoành x chỉ hướng về điểm xuân phân, trục tung vuông góc 90° y chỉ hướng về phía đông, và trục cao độ z' chỉ hướng về cực bắc hoàng đạo; đơn vị sử dụng là đơn vị thiên văn. Ký hiệu quy định chung cho hệ tọa độ hoàng đạo được sử dụng như ở bảng sau.[21]

Các ký hiệu sử dụng cho hệ tọa độ hoàng đạo[22]

	tọa độ cầu	vuông góc
kinh độ	vĩ độ	khoảng cách
địa tâm	λ	β	Δ
nhật tâm	l	b	r	x, y, z[note 1]
↑ Đối với các tọa độ ký hiệu; x, y, z thường để sử dụng cho hệ tọa độ xích đạo.

Sử dụng hệ tọa độ hoàng đạo thuận tiện nhất cho xác định vị trí các vật thể trong hệ Mặt Trời, vì hầu hết mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh nghiêng góc nhỏ so với mặt phẳng hoàng đạo, và do vậy chúng luôn xuất hiện rất gần với hoàng đạo trên bầu trời. Bởi vì quỹ đạo Trái Đất, và do đó là hoàng đạo, di chuyển rất ít, nên có thể coi như nó là mặt phẳng cố định so với các ngôi sao.

Độ nghiêng của hoàng đạo trong 200.000 năm, tham khảo từ Dziobek (1892).[23] Chú ý rằng hoàng đạo chỉ quay khoảng 7° trong quãng thời gian này, trong khi xích đạo thiên cầu đã quay trọn đủ một vài vòng xung quanh hoàng đạo. Hoàng đạo làm mặt phẳng tham chiếu tương đối ổn định so với xích đạo thiên cầu.

Bởi vì chuyển động tiến động của các điểm phân, tọa độ hoàng đạo của các vật thể trên thiên cầu liên tục thay đổi. Xác định một vị trí bên trong hệ tọa độ hoàng đạo đòi hỏi xác định theo một điểm phân cụ thể, nghĩa là điểm phân của một ngày cụ thể, được các nhà thiên văn định nghĩa là kỷ nguyên; tọa độ xác định hướng của điểm phân tại ngày đó. Ví dụ, bảng Astronomical Almanac[24] liệt kê các vị trí nhật tâm của Sao Hỏa lúc 0h giờ Trái Đất (Terrestrial Time), ngày 4 tháng 1 năm 2010 là: kinh độ 118° 09' 15".8, vĩ độ +1° 43' 16".7, khoảng cách thực đến Mặt Trời 1,6302454 AU, điểm phân trung bình và ngày hoàng đạo (mean equinox and ecliptic of date). Điều này xác định điểm phân trung bình của ngày 4 tháng 1 năm 2010 lúc 0h TT như miêu tả ở trên, mà không kể đến chương động.