天文定位是一種確定天體在天球坐標系中位置的方法，它依賴於精確的天文觀測數據和準確的星表。這種方法的基本原理是通過觀測天體在天球上的位置，並與已知的星表數據進行比對和計算，從而確定觀測地點的經緯度。
天文定位的基本問題，就是確定自己相對在天體間的位置。在航海上，天文定位就是通過觀測天體高度求得天文船位線。觀測所得天體高度(h)的補角為天體頂距(z)，觀測時的測者必定位於以星下點為中心，以天體頂距在地面所跨距離（一角度分相當於1海里）為半徑的圓上，這個圓稱天文船位圓，又稱等高圓。觀測兩個不同天體可得兩個天文船位圓，兩圓相交，靠近推算船位的交點就是天文船位。
此外，天文定位還可以利用等高面與水準面的信息進行定位。等勢面是指具有相同重力勢能的表面，而水準面則是指地球表面上的水平面。這些表面的法線方向和切面對於導航和定位非常關鍵。