时角坐标系是另外一种用定量的方法表达天体位置的天球坐标系，它对于计时制度的确立具有重要意义。
1.基本圈和基本点
时角坐标系的基本圈是天赤道，基本点是天北极和天南极。
天赤道是地球赤道面无限扩展与天球相交而成的大圆，它与天轴是垂直的。天赤道把天球分为北半天球和南半天球两部分。平行于天赤道可以在天球上作无数个小圆，称赤纬圈。天北极和天南极是时角坐标系的基本点，通过天北极和天南极可以作无数个垂直于天赤道的大圆，称为赤经圈，又称为时圈。赤经圈和赤纬圈是构成时角坐标系的基本要素。
在无数个赤经圈中，其中通过地平圈上南点和北点的赤经圈，叫做子午圈。在这里子午圈的定义与地平坐标系中子午圈是统一的，只是从两个不同的角度去说明的。子午圈与天赤道有两个交点，位于地平圈之上的交点，称为上点，用Q表示，位于地平圈之下的交点，称为下点，用Q′表示，子午圈被天北极和天南极等分为两个180°的半圆。以Q点为中点而且过南点的半圆，叫做午圈；以Q′点为中点而且过北点的半圆，叫做子圈。在度量天体的时角（时角坐标系的经度）时，午圈起到起始圈的作用，可以类比于地理坐标系中的本初子午线和地平坐标系中的午圈（如图2－16）。
2.时角
时角是时角坐标系中的经度。它是两面角，即过午圈的平面与过天体赤经圈的平面而成的两面角。它的大小可以用小时计量， 范围在0～24小时，也可以用角度表示，范围在0°～360°。因此，每小时对应15°，每分钟对应15′。度量时可以在天赤道上进行，按顺时针方向量算。如上点（Q）为0小时或0°，下点则为12小时或180°
3.赤纬
赤纬即时角坐标系中的纬度。是一种线面角，即天体方向与天赤道平面的夹角。量算时要以天赤道为起始面，向北、向南度量，天赤道上的点赤纬都是0°，天北极的赤纬是+90°，天南极的赤纬是-90°。
如图2-17表示天体的时角和赤纬的量算。
例如，在北纬40°的地方（如图2-18），北点、上点、东点、天北极、天顶等各点的地平坐标值和时角坐标值均可以求出。在计量时要注意方位和时角的度量方向均是顺时针的，前者的起点是南点，后者的起点是Q点，见表2-2。
图2-18 北纬40°的地平坐标系和时角坐标系
表2-2
