Układ współrzędnych przestrzennych X, Y, Z zwany jest również układem geocentrycznym.
Początek tego układu O znajduje się w środku ciężkości masy Ziemi znajdującym się w płaszczyźnie równika. Oś x układu powstaje na przecięciu płaszczyzn: równika i południka zerowego, zaś oś y na przecięciu płaszczyzn: równika i południka 900, tworząc z pozostałymi osiami układ prawoskrętny, natomiast oś z pokrywa się z osią obrotu elipsoidy.
Położenie punktu P jest zdefiniowane przez podanie trzech współrzędnych XP, yP, ZP.
Układ współrzędnych wykorzystywany w geodezji różni się od analogicznego układu stosowanego w matematyce usytuowaniem osi x, y i kierunkiem liczenia kątów, a tym samym kierunkiem liczenia ćwiartek układu
Układ matematyczny jest łewoskrętny, zaś geodezyjny - prawoskrętny.
Powodem wprowadzenia powyższych zmian w układzie geodezyjnym jest konieczność nadania orientacji osiom układu w stosunku do stron świata, aby dodatni kierunek osi x wskazywał północ, zaś +y wschód.
Zgodnym z kierunkiem północnej części południka przechodzącego przez początek układu jest z reguły kierunek osi x, zaś dla małego obszaru pozostałe południki można traktować jako linie proste wzajemnie równoległe, tworzące wraz z równoleżnikami prostokątną siatkę (kilometrową). Położenie sytuacyjne punktu określają współrzędne prostokątne płaskie X, Y, zaś orientację odcinka OP jego azymut AOP, który jest kątem liczonym w prawo od kierunku północy przechodzącego przez dany punkt P do kierunku odcinka OP.