Căn cứ vào vị trí của các chòm sao trên bầu trời sao mà ta xác định được phương hướng.

- Căn cứ xác định phương hướng khi quan sát bầu trời sao là dựa vào vị trí các chòm sao, tuy nhiên rất khó xác định vị trí của một ngôi sao nên các nhà chiêm tinh cổ đại đã nhóm các ngôi sao sáng cạnh nhau thành các chòm sao để dễ quan sát, nhận dạng trên bầu trời.

- Sao Bắc Cực nằm gần cực nên vị trí của nó gần như cố định qua các mùa. Từ một điểm bất kỳ trên bán cầu Bắc, giá trị của góc từ đường chân trời tới sao Bắc Cực (cao độ của nó) bằng vĩ độ của người quan sát trên Trái Đất.

Ví dụ: Người quan sát nhìn thấy sao Bắc Cực nằm cách chân trời 30°, thì người quan sát đang có mặt tại vĩ tuyến 30°.

Khi quan sát các chòm sao ở bán cầu Bắc ta luôn không nhìn thấy được một bộ phận các chòm sao ở bán cầu Nam và ngược lại.

Các chòm sao luôn chuyển động trên bầu trời theo hướng từ Đông sang Tây khi ta quan sát từ Trái Đất, nhưng sao Bắc Cực ở gần phía cực Bắc của Trái Đất gần như không thay đổi vị trí.

- Chòm sao Gấu Lớn

Chòm sao Gấu Lớn (Ursa Major) còn được gọi là chòm sao Cán Gáo Lớn. Chòm sao này thường xuất hiện trên đỉnh đầu người quan sát vào mùa xuân và do đó rất dễ quan sát, ở gần chân trời cực Bắc vào mùa thu, ở phía cao trên thiên cầu và lệch về phía Đông Bắc trên bầu trời vào mùa đông và ở phía cao trên thiên cầu và lệch về phía Tây Bắc vào mùa hè. Bảy ngôi sao chính của chòm Gấu Lớn lần lượt có tên là $\alpha$(alpha), $\beta$(beta), $\gamma$(gamma),  $\delta$(delta), $\epsilon$(epsilon), $\zeta$ (zeta) và $\eta$ (eta).

- Chòm sao Gấu Bé

Chòm sao Gấu Bé (Ursa Minor) còn được gọi là chòm Cán Gáo Bé. Chòm sao này có phương phụ thuộc vào từng thời điểm quan sát trong đêm và từng đêm trong năm. Đầu Cán Gáo Bé chính là sao Bắc Cực. Tên gọi của bảy ngôi sao trong chòm sao Gấu Bé cũng tương tự như chòm sao Gấu Lớn.

- Chòm sao Thiên Hậu

Chòm sao Thiên Hậu (Cassiopeia) được tạo thành từ 5 ngôi sao trên bầu trời phương Bắc, có dạng chữ W hay chữ M, nằm đối diện với chòm sao Gấu Lớn qua chòm sao Gấu Bé. Trong đêm, chòm Thiên Hậu nằm thấp về phía Bắc – Tây Bắc vào mùa xuân, nằm thấp về phía Bắc – Đông Bắc vào mùa hè, gần với thiên đỉnh vào mùa thu và nằm cao về phía Bắc – Đông Bắc vào mùa đông. Năm ngôi sao chính của chòm Thiên Hậu lần lượt có tên là $\alpha$(alpha), $\beta$(beta), $\gamma$(gamma), $\delta$ (delta), $\epsilon$ (epsilon).

- Bản đồ sao quay gồm hai phần là:

+ Đĩa tròn có in các chỏm sao bên trong (2 mặt ứng với bản đồ sao ở 2 bán cầu).

+ Tâm đĩa là vị trí của cực Bắc, vành đĩa là các vĩ độ quan sát, các tháng trong năm.

- Các em xem cách làm chi tiết ở link phía dưới:

https://www.youtube.com/watch?v=bcf4zScR1Sk

Chòm sao Gấu Lớn được khoanh tròn xanh như hình:

Dụng cụ lao động có hình dạng giống hình nối 7 ngôi sao chính của chòm sao Gấu Lớn là: chiếc gàu tát nước.

Chòm sao Gấu Bé được khoanh tròn đỏ như hình:

Sự khác nhau của chòm sao Gấu Lớn và Gấu Bé:

- Chòm sao Gấu Bé nhỏ hơn chòm sao Gấu Lớn.

- Chúng ngược chiều nhau.

Các chữ có hình dạng giống hình nối 5 ngôi sao sáng chính trong chòm sao Thiên Hậu là chữ M và chữ W.

- Xác định sao Bắc Cực thông qua chòm sao Gấu Lớn

Lấy đoạn có độ dài bằng 5 lần khoảng cách giữa hai ngôi sao $\alpha$và $\beta$trong chòm sao Gấu Lớn thì gặp sao Bắc Cực.

- Xác định sao Bắc Cực thông qua chòm sao Thiên Hậu

Kẻ đoạn thẳng vuông góc với $\gamma \delta$của chòm sao Thiên Hậu. Trên đoạn thẳng vừa kẻ, lấy một đoạn có độ dài bằng khoảng 7 lần đoạn $\gamma \delta$ thì sẽ gặp sao Bắc Cực.

Xác định sao Bắc Cực thông qua chòm sao Thiên Nga (Cygnus)

Kéo dài cạnh ab (nối từ cánh phải tới đuôi của thiên nga) khoảng 4 đoạn bằng ab sẽ gặp sao Bắc Cực.

Để xác định được các chòm sao trên bản đồ sao, chúng ta cần nhớ số lượng các ngôi sao chính của chòm sao đó và liên tưởng đến những hình dạng quen thuộc để dễ dàng ghi nhớ hơn.

Sao Bắc Cực nằm gần cực Bắc của Trái Đất nên vị trí của nó gần như cố định qua các mùa, do đó ta có thể xác định được phương hướng nhờ xác định được sao Bắc Cực.