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天球赤道（英语：celestial equator）是天球上一个假想的大圆，与地球赤道有著共同平面。这是以赤道座标系统为基础的参考平面，换句话说，天球赤道是地球赤道投影在太空的影像[1]。由于地球相对于黄道面的轨道倾角，天球赤道目前与黄道的倾斜角度大约23.44°，但在过去的500万年中，由于来自其它行星的扰动，其倾斜度从约22.0°到24.5°不等[2]。
站在地球赤道上的一位观测者，看到的天球赤道是通过天顶的一个半圆，即直接在头顶的正上方通过。而当观测者向北移动（或向南移动），天球赤道就会向南方（或北方）地平倾斜。天赤道被定义为无限遥远（因为它是在天球上）；因此，无论观测者在地球上的位置在何处，半圆的末端总是相交于地平线的正东和正西。在所有的纬度，天球赤道都是一个均匀的弧线。只有在地理极点，天球赤道与天文地平线相吻合，天球赤道会成为一个圆。这是因为观测者与地球赤道的距离是有限的，但与天球赤道的距离是无限的[3]。
在天球赤道附近的天体，能够出现在地球上大多数地方观测者的地平线之上，并且在它们中天(经过子午线)时，以地坪座标量测是最接近赤道，也到达最高点。目前，天球赤道经过下列的这些星座[4]：
这些都是天球上很显眼的星座。
数千年来，地球赤道的方向以及天求赤道所经过的星座，都会因为轴向进动而改变。
在地面上如何确定天赤道：举一手与北极星成一直线，举另一手与之成直角，所指即在天赤道上。（原理：因为北极星距离地球400光年，地球半径与之相比长度几乎可以忽略。因此，北极星的高度（角度）应该就约等于（北半球）观测者所处的纬度；按上述方法举起“另一手” 所形成的线就大致平行于赤道；又因为天球是无穷大的，观察者与地球赤道之间的距离就可以忽略不计，因而该手所指，就无限接近于天赤道。 或者更简单地解释：北极星离地球极远，因此，观察者与北极的连线就无限接近于北极星与地心的连线；与该线垂直的线就应平行于赤道；而又因为天球是无穷大的，观察者与地球赤道之间的距离就可以忽略不计，因而该手所指，就无限接近于天赤道。）
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