La latitudine di un punto sulla superficie terrestre si determina misurando l'altezza di una stella sul piano dell'orizzonte del punto stesso.

Di notte la stella presa come riferimento è la Stella Polare , (emisfero Boreale), o la Croce del Sud (emisfero Australe), mentre di giorno la stella di riferimento è il Sole.

1. Determinazione della latitudine con la stella polare

(alfa= alfa’ perché complementari di angoli uguali; beta = beta ’perché angoli corrispondenti rispetto alle rette parallele S e S', tagliate dalla trasversale CZ)

Per calcolare la latitudine del luogo in un giorno diverso dagli equinozi è sufficiente misurare l'altezza del sole nel momento del mezzogiorno vero e conoscere la sua declinazione (= l’”angolo che la retta tracciata dal centro della Terra al Sole forma con il piano equatoriale o, come appare dalla figura, l’angolo tra i raggi solari ed il piano equatoriale.”).

La declinazione varia periodicamente ed in funzione del giorno dell’anno, assumendo un valore tra un minimo di -23° e 27’ (solstizio d’inverno) ed un massimo di +23° e 27’(solstizio d’estate).

Il valore della declinazione solare si può ricavare, in ogni giorno dell'anno, facendo uso di una formula matematica.

Tra gli strumenti usati per misurare l'altezza di una stella sul piano dell'orizzonte ricorda il sestante e lo gnomone.