Ein Kugelkoordinatensystem ist bestimmt durch einen festen Punkt, den Pol 0 und durch zwei aufeinander senkrecht stehende Strahlen n und o, die beide 0 als Anfangspunkt haben. Beide Strahlen legen jeweils eine Orientierung fest, der Strahl n eine Nordrichtung, der Strahl 0 eine Nullrichtung. Die auf dem Strahl n senkrecht stehende Ebene durch 0 heißt Äquatorebene.
Ein beliebiger Punkt P des Raumes kann dann durch seine Kugelkoordinaten beschrieben werden: P(r/lamda/ betalamda), wobei r größer gleich 0 der Abstand des Punktes P vom Pol 0 ist, die Breitenkoordinaten phi der Winkel zwischen der Äquatorebene und der Strecke (OP) und die Längenkoordinaten lamda der Winkel zwischen Projektion der Strecke OP auf die Äquatorebene und dem Strahl o. Den Drehsinn der Winkelmessungen zeigt die Abbildung.
