Der Himmelsäquator ist jener Großkreis auf der gedachten Himmelskugel, auf dem sie von der Ebene des Erdäquators geschnitten wird. Bildlich ausgedrückt: Würde man in den Mittelpunkt einer gläsernen Erdkugel eine Glühlampe stellen, wäre der Himmelsäquator die Projektion des Erdäquators auf die scheinbare Himmelskugel. Er teilt diese in eine Nord- und eine Südhälfte.
Da die Erdachse gegenüber der Ebene der Ekliptik – der scheinbaren Ebene der Umlaufbahn der Sonne um die Erde – geneigt ist, schneidet der Himmelsäquator diese unter einem Winkel von 23,44° (Schiefe der Ekliptik, derzeitiger Wert). Die beiden Schnittpunkte werden als Frühlingspunkt bzw. Herbstpunkt bezeichnet, da sich die Projektion der Sonne auf die scheinbare Himmelskugel zu den Tag-und-Nacht-Gleichen im Frühling bzw. Herbst in ihnen befindet.
Orte auf dem Himmelsäquator haben im äquatorialen Koordinatensystem die Deklination 0° und eine Poldistanz von 90°, ihre Rektaszension wird ausgehend vom Frühlingspunkt gemessen.
Da die Erdachse eine Präzessionsbewegung ausführt, ändert sich im Laufe der Zeit auch die Lage des Himmelsäquators und mit ihm die Richtung des Frühlingspunkts im Raum.