坐标系通常包含三个必要元素：坐标系原点的位置、三个坐标轴的指向以及长度单位（尺度）。坐标系的定义不是抽象的，而是通过测量建立起来的。坐标的表现形式包括空间直角坐标、球面坐标、大地坐标等。不管采用哪种形式，在一个坐标系中，一个空间点对应唯一的一组参数值（坐标值），通过坐标转换，可以实现空间一点的坐标从一个坐标系到另一个坐标系的换算。卫星导航系统通常使用以地球质心为原点的地心坐标系，如全球定位系统（GPS）采用的WGS-84坐标系、格洛纳斯（GLONASS）卫星导航系统采用的PZ-90坐标系、北斗卫星导航系统采用的CGCS2000坐标系、伽利略（Galileo）卫星导航系统采用的GTRF坐标系。

GPS使用的坐标系为WGS-84坐标系，为地心坐标系，全称为全球1984测量系统（WGS84）。WGS-84坐标系统的坐标原点与地球质心重合，它的Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和协议地球极赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手坐标系。为使WGS-84坐标系与ITRF相一致，WGS-84先后于1994、1996、2002、2012年进行四次精化。最新的WGS-84（G1674）坐标系于2012年2月8日投入使用，和最新的ITRF08保持一致。

PZ-90坐标系是GLONASS使用的坐标系统。GLONASS ICD-1988对PZ-90坐标系的定义为：坐标原点位于地球质心；Z轴指向国际地球自转和参考系统服务（IERS）推荐的协议地极原点；X轴指向地球赤道与BIH定义的零子午线交点；Y轴满足右手坐标系统。最新的PZ90.02与ITRF2000只存在原点的平移，三个轴的定向与ITRF一致。PZ90.02与ITRF2000的转换关系为：

北斗卫星导航系统采用的坐标系溯源于2000中国大地坐标系统（CGCS2000）。CGCS2000大地坐标系的定义：原点位于地球质心；Z轴指向国际地球自转和参考系统服务（IERS）定义的参考极（IRP）方向；X轴为IERS定义的参考子午面（IRM）与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线；Y轴与Z、X轴构成右手直角坐标系。CGCS2000原点也用作CGCS2000椭球的几何中心，Z轴用作该旋转椭球的旋转轴。

Galileo系统采用的是伽利略大地参考坐标系（GTRF）。其坐标系的原点位于地球质心，Z轴指向（国际时间局）BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴满足右手法则。