Leveys- ja pituuskoordinaatit määritetään selvittämällä, missä joku on maan päällä päiväntasaajan ja päämeridiaanin suhteen. Koska maapallo on pallo, paikat voidaan mitata tarkasti asteina käyttämällä kulmaa, joka on keskitetty maan ytimeen. Nämä koordinaatit on kirjoitettu asteiden, minuuttien ja sekuntien kaavassa, ja leveysmitat on annettu ennen pituusmittoja, kuten tämä: 38 ° 53 ′ 42.4 ″ N, 77 ° 2 ′ 12 ″ W. Onneksi nykyaikaisille tutkijoille on olemassa useita sähköisiä työkaluja, jotka voivat laskea leveys- ja pituusasteet automaattisesti säästäen ihmisiä huolellisten havaintojen ja laskelmien vaivannäöstä. Historiallisesti kysymys oikean sijainnin löytämisestä oli erittäin tärkeä, ja useat suuret tieteelliset mielet omistivat paljon aikaa tähän pyrkimykseen.
Leveysviivat kulkevat ympäri maapalloa vaakasuunnassa ympyröiden muodossa, jotka pienenevät vähitellen lähestyessään navoja. Leveysastekoordinaatti annetaan päiväntasaajan ja jonkun nykyisen sijainnin välisissä eroissa. Kunkin leveysasteen välillä on 60 meripeninkulmaa (111.12 km) ja 90 ° leveysastetta kumpaankin suuntaan. Esimerkiksi päiväntasaajalla seisova olisi 0 °, kun taas napoilla 90 ° leveysaste.
Yleensä ihmiset tunnistavat leveysasteiden mittausten olevan pohjoisessa tai etelässä, koska numero, kuten “22 ° leveysastetta”, on merkityksetön, ellet tiedä, mihin pallonpuoliskoon mittaus on tarkoitettu. Tietyt leveysviivat on nimetty, kuten syövän ja Kauriin tropiikki. Historiallisesti ihmiset määrittivät leveysasteen sekstanttityökalulla, jolla voitiin laskea tarkkailijan ja päiväntasaajan välinen ero uskomattoman tarkasti, kun sitä käytetään hyvin.
Pituusaste on ero tarkkailijan ja päämeridiaanin välillä, mielivaltainen viiva, joka kulkee enemmän tai vähemmän Englannin läpi. Linjan sijoittamisesta oli jonkin verran historiallista kiistaa, koska sen uskottiin yleensä olevan suuri kunnia. Pituusviivat lähestyvät toisiaan, kun ne saavuttavat navat, joten asteiden välinen etäisyys todella vaihtelee. Pituusmittaukset eivät koskaan ylitä 180 °; joku, joka sijaitsee 180 ° itään, on samaa pituuspiiriä kuin 180 ° läntistä henkilöä, eikä sen sijaan, että sanoisi olevansa “181 ° idässä”, käytetään “179 ° länteen”.
Pituusmittaukset määritetään laskemalla tarkkailijan ja alkupideridiaanin välinen aikaero ja käyttämällä tätä eroa, jotta saadaan mittaus asteina, minuutteina ja sekunteina. Päämeridiaanin aikaa kutsutaan koordinoiduksi maailmanajaksi (UTC), ja useimmilla ihmisillä on erittäin tarkat kellot, jotka pitävät UTC- ja paikallista aikaa. Historiallisesti haaste luoda kelloja, jotka pystyisivät seuraamaan tarkasti UTC: tä, oli vakava ongelma navigoijille.
Määrittämällä henkilön leveys- ja pituusasteet on mahdollista selvittää, missä maan päällä hän on. Erittäin tarkka elektronisten laitteiden verkko, jossa on satelliitteja paikantaa paikkoja tuumaa (tai senttimetriä). Ihmiset voivat myös tehdä asioita vanhanaikaisella tavalla tähtitieteellisten havaintojen ja erittäin tarkkojen kellojen avulla, mutta useimmat ihmiset jättävät mieluummin työn elektroniikkalaitteiden tehtäväksi, koska virheellinen laskeminen voi olla kiusallista tai aiheuttaa vakavan ongelman joissakin tapauksissa.