Hệ tọa độ thiên văn này chia bầu trời thành hai bán cầu: bán cầu trên, nơi các thiên thể ở phía trên đường chân trời và có thể được nhìn thấy; và bán cầu dưới, nơi các vật thể dưới chân trời không thể được nhìn thấy, do Trái Đất che khuất chúng khỏi tầm nhìn. Đường tròn lớn phân tách giữa hai bán cầu được gọi là chân trời thiên thể, được định nghĩa là đường tròn lớn trên thiên cầu mà mặt phẳng chứa nó trực giao với vectơ trọng lực địa phương.[1] Trên thực tế, chân trời có thể được hình dung là mặt phẳng tiếp tuyến với một bề mặt chất lỏng tĩnh, chẳng hạn như một mặt thoáng thủy ngân.[2] Điểm cực của bán cầu trên được gọi là thiên đỉnh, còn điểm cực của bán cầu dưới được gọi là thiên để.[3]

Một vị trí trên hệ tọa độ chân trời được xác định bởi hai tọa độ góc chân trời sau:

• Góc cao (altitude, alt), đôi khi còn được gọi là độ cao (elevation), là góc giữa thiên thể và mặt phẳng chân trời địa phương của người quan sát. Đối với các thiên thể có thể thấy được, góc cao là một góc nằm giữa 0° và 90°.
  • Đôi khi, góc thiên đỉnh có thể được sử dụng thay cho góc cao. Góc thiên đỉnh là góc phụ với góc cao, nên tổng của góc cao và góc thiên đỉnh là 90°.
• Góc phương vị (azimuth, az) là góc của thiên thể xung quanh chân trời, thường được đo từ điểm bắc thực và tăng dần theo chiều đông. Nó là góc giữa hướng bắc và hình chiếu của thiên thể lên chân trời. Tuy nhiên, có một số ngoại lệ, chẳng hạn quy ước FITS của ESO đo góc phương vị từ phía nam và tăng theo chiều tây, trong khi quy ước FITS của Sloan Digital Sky Survey đo góc từ phía nam và tăng theo chiều đông.

Hệ tọa độ chân trời đôi khi được gọi bằng những tên gọi khác, chẳng hạn như hệ az/el,[4] hệ alt/az, từ tên của giá đỡ được sử dụng cho kính thiên văn, có hai trục chỉ theo góc cao và góc phương vị.[5]

Một hệ tọa độ chân trời không nên bị nhầm lẫn với hệ tọa độ topocentric. Trong khi hệ tọa độ chân trời xác định hướng nhưng không xác định địa điểm của điểm gốc, hệ tọa độ topocentric xác định địa điểm của điểm gốc (trên bề mặt Trái Đất) nhưng không xác định hướng.