Osservando le stelle durante tutta la notte, si può anche notare che quasi tutte sorgono ad est e tramontano ad ovest, rispetto all'osservatore, come fanno il Sole e la Luna. In effetti, l'intera sfera celeste sembra ruotare lentamente--un giro ogni 24 ore--e, poiché metà di questa sfera è sempre nascosta sotto l'orizzonte, questa rotazione porta costantemente nuove stelle al di sopra dell'orizzonte orientale, mentre altre stelle scompaiono sotto l'orizzonte occidentale. Nel disegno qui a sinistra, quella "fascia" orizzontale attorno al globo può essere considerata come l'orizzonte, mentre la sfera stessa ruota attorno al suo asse.

    Naturalmente noi sappiamo che non è l'universo che ruota attorno a noi da est verso ovest, ma è la nostra Terra che ruota, (da ovest verso est, ved. la nota alla fine). Ma è tuttavia conveniente continuare a parlare di "rotazione della sfera celeste". In tal modo facciamo girare il cielo nel modo in cui lo osserviamo.

La Polare, la Stella del Polo Nord

    Per pura coincidenza, vicino al polo nord celeste si trova una stella abbastanza luminosa--la Stella Polare (detta anche la stella del nord). La Polare non si trova esattamente nel punto del polo nord celeste, ma il cerchio che descrive giornalmente è molto piccolo e, per molti scopi, si può assumere che si trovi esattamente nel polo, un perno attorno cui ruota l'intero cielo.

    Tutto questo appare molto più chiaro se ci si ricorda che è la Terra che ruota, non il cielo. L'asse attorno a cui la Terra ruota punta in una certa direzione del cielo, e quella è anche la direzione della Stella Polare (o, più precisamente, la direzione del polo nord celeste). Durante la rotazione terrestre, anche se un osservatore si muove sulla Terra (per esempio, dal punto B al punto A nel disegno), quella direzione forma sempre lo stesso angolo con l'orizzonte e punta sempre verso il nord. Quindi la Stella Polare si trova sempre nello stesso punto--a nord dell'osservatore, e alla stessa altezza sull'orizzonte.

La montatura di un telescopio

    Come risulta più chiaro dal disegno, durante la notte noi vediamo la stella polare da differenti posizioni (come p. es. da A e da B). Questo tuttavia non cambia la sua posizione nel cielo, poiché è molto lontana da noi. Se la Terra ruotasse non attorno al suo asse, ma attorno a una linea parallela passante per A o per B, il cielo non apparirebbe assolutamente diverso.

La montatura equatoriale di un telescopio.   Per inseguire una stella è necessario soltanto ruotare   il telescopio attorno al suo asse polare.

    Osservata ad occhio, la rotazione del cielo è molto, molto lenta (si apprezza un po' di più il movimento quando la Luna o il Sole stanno sorgendo o tramontando). Un telescopio, tuttavia, amplifica molto la velocità di rotazione, e pertanto una stella osservata nell'oculare si sposta rapidamente verso il bordo del campo di vista e poi sparisce, a meno di correggere continuamente la direzione di puntamento del telescopio. In genere, questo si fa automaticamente, facendo ruotare il telescopio attorno a un asse parallelo all'asse di rotazione terrestre, poiché, come si è detto precedentemente, una traslazione parallela non cambia la rotazione apparente delle stelle.

    Per rendere più facile l'aggiustamento, un telescopio astronomico (illustrato qui sopra) è montato in modo molto differente da un cannocchiale per topografia (detto "teodolite", illustrato più sotto). Un teodolite in genere ha due assi--uno permette di esplorare tutte le direzioni orizzontali su 360 gradi, mentre l'altro aggiusta l'elevazione e consente di puntare lo strumento su riferimenti situati più in alto rispetto all'osservatore, come potrebbe essere la cima di una montagna. Al contrario, un telescopio per osservare le stelle (ved. figura sopra) ha anch'esso due assi perpendicolari, ma quello principale (l'asse equatoriale) è puntato obliquamente verso la stella polare ed è quindi parallelo all'asse di rotazione terrestre. Mentre la sfera celeste ruota, un orologio elettrico (oppure, nei telescopi molto economici, la mano dell'osservatore su un'opportuna manopola) fa ruotare il telescopio alla velocità adatta, mantenendo così le stesse stelle nel campo di vista.

Un antico cannocchiale per  topografia (teodolite).

    Non tutti gli astri mantengono la loro posizione fissa sulla sfera celeste. Anche gli antichi osservatori del cielo avevano notato che alcuni si muovevano un po' qua e là: gli antichi Greci li chiamarono "planètes", vagabondi. I nomi che usiamo oggi derivano dai Romani, i quali diedero loro i nomi delle principali divinità--Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno.