分全球地心坐标系和区域地心坐标系。前者根据采用不同的技术和应用，发展了多种全球地心坐标系，但全球通用的是协议地球坐标系（CTS），Z轴为自转轴的平均位置，即国际协议原点（CIO），X轴指向平均格林尼治子午线。参考椭球采用1980大地测量参考系统（GRS80）确定的四个基本常数，最普遍通用的（协议）国际地球参考系统（ITRS）及其参考框架（ITRF），ITRF是带年号的历元框架。

其他常用全球地心坐标系及框架包括：世界大地测量坐标系（WGS84），Z轴指向BIH1984.0，X轴指向BIH1984.0定义的零子午面与协议地极（CTP）相应的赤道交点，Y轴与Z、X轴构右手系，WGS是全球定位系统（GPS）的坐标系，其基准框架由美国国防部测绘局建立；IGS地球参考框架由国际GNSS地球动力学服务建立，属于ITRF，可使用420个全球导航卫星系统（GNSS）连续运行基准站，提供每日、每周提供框架产品解，以及IGS组合周解，其中包含约120～350个全球分布的IGS基站，其全球应用普遍；ILRS地球参考框架是由国际激光测距服务建立，全球有50多个SLR固定台站，包括美国航空航天局（NASA）网、欧洲网（Eurolas）、西太平洋网（WPLTN）以及中国5个SLR固定站和2个SLR流动站。ILRS有5家分析中心，由组合中心（CC）对各站分析中心结果，每周生成地球框架产品，包括站坐标、地球定位定向参数（EOP）；IVS地球参考框架，提供与IGS类似的服务，1999年开始发布IVS地球参考框架及地球自转参数产品，IVS有30多个站，其中包括中国上海余山站和乌鲁木齐南山站，VLBI观测本身不能提供框架点的地心定位参数，须由一个或多个GNSS/SLR并置实现定位。IVS提供的框架产品主要有：地球定向参数时间序列，地球参考框架，地球定向参数（EOP）及站坐标日解；基线长度时间序列（确定框架的尺度）。IDS地球参考框架，国际DORIS服务（IDS），2003年开始运行，全球有60多个定轨测站，均匀分布在30多个国家，有6个数据分析中心，法国国家地理研究所（IGN）负责组合产品生成，提供的框架产品包括：站坐标和站速度，卫星精密星历，地球定向参数等。ITRF是由国际地球自转服务局（IERS）利用其气球基准站观测数据和上述IGS、ILRS、IVS、IDS框架数据进行联合处理建立的历元地球参考框架。

20世纪60～80年代，美国海军导航卫星（NNSS）和美国国防部主持的全球定位系统（GPS）计划先后成功实施。同时，全球地心坐标系及框架的建立发展迅速，日趋精密和完善，世界各国和地区都在原有参心坐标系框架的基础上，利用GNSS和ITRF建立本国本地区地心坐标系框架，发展区域GNSS定位（控制）网，包括连续运行基准站（CORS）。中国2000大地坐标系统（CGCS2000）始建立1990年，开始施测国家A级和B级GPS大地控制网，1992年在武汉建立了第一个CORS站，至2002年测建了2542个GPS点，其中有25个CORS站，通过联合平差将框架点统一归算到ITRF97，参考历元为2000.0。平差后的网点相对精度优于10^-7，地心坐标精度平均优于3厘米。2008年7月1日，中国正式发布使用第一个国家地心大地坐标系统，名为中国2000大地坐标系统，采用的地球椭球参数为：a=6378137米；J₂=0.001082629832258；GM=3.98004418×10¹⁴立方米/秒²；w=7.292115×10^-5转/秒其中a和w的值与（国际）大地参考系统GRS80相同，J₂和GM的值略有差异。