人们在地球上观察太阳相对于地球的位置时，实际上是太阳相对地球的地平面而言的。通常用高度角和方位角两个角度来确定。同一时刻，在地球上不同的位置，高度角和方位角是不相同的;同一位置，不同的时刻，高度角和方位角也是不相同的。
太阳的高度角是指太阳直射到地面的光线与地(水)平面的夹角，即是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，如附图1-3所示。太阳高度角是反映地球表面获得太阳能强弱的重要因素，日出日落时，高度角为0°，正午时高度角为最大。人们感觉早晚与中午的阳光强度有很大差异，原因就在于太阳高度角的不同。
太阳方位角就是说太阳所在的方位，是指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方位角以正南方向为0°，由南向东向北为负角度，由南向西向北为正角度，如太阳在正东方时，方位角为-90°，在正西方时方位角为90°。实际上太阳并不总是东升西落，只有在春、秋分两天，太阳是从正东方升起，正西方落下。在夏至时，太阳从东北方升起，在正午(太阳中心正好在子午线上的时间，即太阳方位角由负值变为正值的瞬间)时，太阳高度角的值是一年中最大的，然后从西北方落下。在冬至时，太阳从东南方升起，在正午时，太阳高度角的值是一年中最小的，然后从西南方落下。
太阳方位角决定了阳光的入射方向，决定了各个方向的山坡或不同朝向建筑物的采光状况。当太阳高度角很大时，太阳基本上位于天顶位置，这时太阳方位角的影响较小。
因此，了解太阳高度角和方位角对分析地面的太阳光强、适宜的利用太阳能有重要意义。