[요약] 공 모양의 표면에서 물체의 위치를 나타내는 좌표로서, 중심으로부터의 거리와 기준으로부터의 각거리를 이용한다. 지구상에서 물체의 운동을 나타내거나 천구에서 인공위성이나 천체의 운동을 나타내는 데 매우 편리하다. 물체의 위치를 나타내는 데는 좌표의 중심으로부터의 거리, 기준법으로부터의 각거리, 기준면으로부터의 각거리를 이용한다. 지구 경도와 위도가 대표적인 예이다. ① 3차원 공간에서의 극좌표로 공간에서 직교좌표계 O–XYZ를 취하고 임의의 점 P에 대해 Z축과 P를 포함하는 평면과 XY평면의 교선을 OA라 할 때 OP = r, ∠ZOP = θ, ∠XOA = φ(O r<∞, O   r, O  <2π)라 하자. 이 때 순서가 정해져 있는 세 수의 짝(r, θ, φ)를 점 P의 구면좌표라 한다. ② 그림에서 점 S의 위치를 r = OS, θ =∠POS, φ = ∠EOT로 표시할 때 〈r, θ, φ〉를 구면좌표라고 한다. OE를 x축, OP를 z축, φ = π /2의 방향을 y축으로 할 때, 직각좌표 (x, y, z)와 구면좌표 (r, θ, φ) 사이에는 x = r Sin  cos , y = r sin θ sin φ, z = r cos θ와 같은 관계가 있다. O를 지구의 중심, PP’을 극축, PEP’을 그리니치자오선이라 하면, π/2 - θ는 점 S의 지심위도, φ는 경도가 된다. 그 때문에 천문학이나 측지학에서는 φ' = ∠SOT, λ = ∠EOT로 하는 좌표(r, φ', λ)를 쓰는 경우가 많다.