Các hệ tọa độ hành tinh được định nghĩa tương đối so với trục tự quay trung bình của chúng; các định nghĩa nhiều loại khác nhau về kinh độ phụ thuộc vào từng thiên thể. Các hệ thống kinh độ của phần lớn các thiên thể này với các bề mặt cứng có thể quan sát được đã được định nghĩa bằng các tham chiếu tới đặc trưng bề mặt, chẳng hạn như hố va chạm[cần dẫn nguồn]. Cực bắc là cực của trục tự quay nằm ở phía bắc của mặt phẳng cố định của hệ Mặt Trời (gần hoàng đạo). Vị trí của kinh tuyến gốc cũng như vị trí của cực bắc của thiên thể trên thiên cầu có thể dao động theo thời gian do tiến động của trục tự quay của hành tinh (hay vệ tinh). Nếu góc vị trí của kinh tuyến gốc của thiên thể tăng lên theo thời gian, thiên thể có sự tự quay hướng vào (hay thuận hành); còn ngược lại thì chuyển động tự quay được gọi là nghịch hành.

Khi không có các thông tin khác, trục tự quay được giả định là vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo trung bình; Sao Thủy và phần lớn các vệ tinh thuộc thể loại này. Đối với nhiều vệ tinh, người ta giả định rằng tốc độ tự quay là tương đương với chu kỳ quỹ đạo trung bình. Trong trường hợp các hành tinh khí khổng lồ, do các đặc trưng bề mặt của chúng là liên tục thay đổi và chuyển động với các tốc độ khác nhau, sự tự quay của các từ trường của chúng được sử dụng làm tham chiếu. Trong trường hợp Mặt Trời, ngay cả thể loại này cũng thất bại (do từ quyển của nó là rất phức tạp và không thực sự tự quay theo kiểu cách đều đều một cách vững chắc), và giá trị tự quay được chấp nhận chung của xích đạo của nó được sử dụng thay thế.

Đối với kinh độ địa lý hành tinh, các kinh độ phía tây (nghĩa là các kinh độ được đo là dương về phía tây) được sử dụng khi sự tựh quay là thuận hành, và các kinh độ đông (nghĩa là các kinh độ được đo là dương về phía đông) khi sự tự quay là nghịch hành. Trong các thuật ngữ đơn giản hơn, hãy tưởng tượng một người quan sát ở xa và không di chuyển quan sát hành tinh khi nó tự quay. Cũng giả định rằng người quan sát này là nằm trong mặt phẳng của xích đạo hành tinh. Điểm trên xích đạo mà vượt trực tiếp ngay trước mặt người quan sát này muộn hơn về thời gian sẽ có kinh độ địa lý hành tinh lớn hơn của điểm đến trước về thời gian.

Tuy nhiên, kinh độ tâm hành tinh luôn luôn được đo là dương về phía đông, không phụ thuộc vào việc hành tinh tự quay theo hướng nào. Phía đông được định nghĩa như là hướng ngược chiều kim đồng hồ xung quanh hành tinh, khi nhìn từ phía trên cao của cực bắc của nó, và cực bắc là cực nào sắp hàng gần hơn với cực bắc của Trái Đất. Các kinh độ theo truyền thống được viết sử dụng "kinh đông/E" hoặc "kinh tây/W" thay vì "+" hay "−" để chỉ ra sự phân cực này. Ví dụ, tất cả những kiểu ghi sau đều chỉ cùng một điều:

• −91°
• 91°W hay 91° kinh tây
• +269°
• 269°E hay 269° kinh đông.

Các bề mặt tham chiếu đối với một số hành tinh (chẳng hạn Trái Đất và Sao Hỏa) là các elipxoit xoay vòng, trong đó bán kính xích đạo là lớn hơn bán kính cực; nói cách khác, chúng là các hình phỏng cầu dẹt. Các thiên thể nhỏ hơn (như Io, Mimas v.v.) có xu hướng xấp xỉ tốt hơn với các elipxoit ba trục; tuy nhiên, các elipxoit ba trục có thể diễn tả nhiều tính toán phức tạp hơn, đặc biệt là những gì liên quan tới các phép chiếu bản đồ. Nhiều phép chiếu có thể đánh mất các tính chất phổ biến và tao nhã của chúng. Vì lý do này các bề mặt tham chiếu hình cầu thường xuyên được sử dụng trong các chương trình vẽ bản đồ.

Tiêu chuẩn hiện đại để vẽ bản đồ của Sao Hỏa (kể từ khoảng năm 2002) là sử dụng các tọa độ tâm hành tinh. Kinh tuyến của Sao Hỏa được định vị tại hố va chạm Airy-0[9].

Các thiên thể bị khóa thủy triều có kinh độ tham chiếu tự nhiên vượt qua điểm gần nhất với thiên thể mẹ của nó.[10]. Tuy nhiên, sự đu đưa do các quỹ đạo không tròn hoặc sự nghiêng trục tự quay làm cho điểm này di chuyển xung quanh điểm cố định nào đó trên thiên thể giống như một analemma.