一切事物的产生、发展和演变，主要取决于本身物质运动的规律。但是，任何事物又不能脱离周围事物的影响和制约。对于所讨论的中心事物来说，周围事物的总体，就是其环境。
地球上，大气、水、岩石、土壤和生物等综合作用所形成的总体，称为人类赖以生存和发展的地理环境。对于人类而言，这是一个极其复杂而又非常广阔的天地。但是，地理环境的形成和演变，同样不能脱离更高层次的大环境的影响和制约。这个更高层次的大环境就是地球的宇宙环境。
在广阔无垠的宇宙中，地球是围绕太阳运行的一颗不大的行星。太阳只是银河系中一颗普通的恒星。而银河系在目前人类所能观测到的总星系中，也只是一个级别不高的天体系统。
第一节 天球和天体
一、天穹和天球
1.天穹
在地球表面的任何地点举目观天，总会觉得天空好像是一个巨大的蓝色大锅扣在大地上，远处天地相连，自己正好位于这个半球的中心，日月星辰的东升西落，都在这个球面上进行着。为什么会产生这种印象呢？这是因为宇宙中的各种天体，虽然在距离上差别十分悬殊，但都离我们非常遥远，致使人们用肉眼无法辨别它们的真实远近，好像均分布在遥远的同一球面上。在日常生活中，也有这样的实例。如，当你夜晚远看平原上一座城市时，只见在远方地平线上有一条光点，根本分辨不出哪个灯光离你远，哪个灯光离你近，好像它们都在同一条直线上一样。
人们根据直观印象，把这种以观测者的眼睛为球心，以任意长为半径，上面分布着各种天体的半球形天空，称为天穹。
2.天球
在地球表面上，观测点不同，天穹上的天体以及它们之间的相对位置也不同。因此，天穹可以有无数个。而由任何两个相对的天穹所构成的圆球形天空，则是共同的，其球心就是地心。这个以地心为球心，以任意长为半径的假想球体，称为天球。
如上所述，天穹以及由天穹构成的天球，均属人们在观测天体时的一种感觉。实际上并不存在这样的一个球形实体，只是为了研究天体的视位置和视运动状况，人们从直接的感受中，假想出一个球形天空，并把距离相差悬殊的天体都一律投影在这个球面上，从而形成了天球这个人为的概念。
通常所说的天球都是地心天球，它具有两个基本条件：第一，以地心为球心。因为与无限大的天球相比较，我们可以把地球（包括地面所有的点）视为一个点，即地心。这样，天体在天球上的相对位置，同它们在天穹上的相对位置基本上是一样的。第二，以任意长为半径。这样，我们所看到的天球上一切天体，不论它们距离地球远近，都可以视为等距离的，同处于一个球面上。如图1－1所示。
除了地心天球以外，在讨论地球公转的时候，也使用日心天球，即以太阳中心为球心的天球。