In de astronomie en de navigatie is de hemelbol een denkbeeldige bol (bal) van een zeer grote, onbepaalde grootte. De aarde en de bol hebben hetzelfde middelpunt: ze zijn concentrisch. Ze draaien ook om dezelfde as. Alle objecten aan de hemel kunnen worden beschouwd als geprojecteerd (getekend, geschreven) op de hemelbol. Deze denkbeeldige bol is een zeer praktisch hulpmiddel voor positiebepaling in de sterrenkunde.