测绘常用坐标系统包括天球坐标参考系统和地球坐标参考系统。前者又称为空固坐标系统，为（似）惯性参考系统，后者亦称地固坐标系统。这两个基本坐标系统各自又涵盖多种附加坐标系统。

在天文大地测量中，会用到天球坐标系统。天球坐标系统一般选择太阳系质量中心或地球质心为原点，X轴指向春分点，即太阳在黄道上运行与赤道的升交点；Z轴指向历元平北天极，Y轴与XZ轴组成右手系。考虑岁差和章动影响，国际大地测量学协会（IAG）和国际天文学联合会（IAU）共同定义了协议惯性坐标系，规定坐标轴以J2000.0为标准历元的赤道和春分点为基准。另一种协议参考系是协议天球参考系（CCRS），坐标原点定义为太阳系质心，XY平面接近J2000.0（2000年1月12点）平赤道面，X轴指向接近J2000.0平春分点，CCRS十分接近J2000.0平赤道天球坐标系，采用太阳系质心坐标时（TCB）用于计算行星运动轨道和编制星表，类似于CIS的坐标原点位于地球质心的地心天球坐标系统（GCRS），采用地心坐标时（TCG），用于计算卫星轨道和编制卫星星历。

地平天球坐标系统为天体坐标系统的附属坐标系统，其坐标原点位于测站，地平面为基本平面，是一个北方向为基本方向的左手坐标系统；时角赤道天体坐标系统，以地球赤道为基本平面，通过天体S时的时圈为辅助平面（副圈）所建立的坐标系统，天体S的位星由时角和赤纬描述。

大地坐标系统以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系统，其点位坐标常用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系统理论上是固结于地球体的坐标系，但地球本身是一个动态系统，质心和自转轴都在地球体内缓慢变化，瞬时自转轴对应的瞬时北极点绕地球坐标原点CIO作螺线形运动，称为极移，使大地坐标系统的定位定向出现不确定性，因此实用上也需要有一个国际通用的协议地球坐标系（CTS）。IAU和IAG1967年建议，采用国际上5个纬度服务站1900～1905年的平均纬度，所确定的平均地极位置作为基准点，这个地极位置也是同期间自转轴的平均位置，称为国际协议原点（CIO），相应的地球赤道面为平赤道面或协议赤道面。CIO仍普遍用作协议地极，因此建立的地球坐标系通称协议地球坐标系CTS。大地坐标系统分为地心坐标系统和参心坐标系统。