Chân trời (đường chân trời, vòng chân trời) là vòng tròn lớn trên thiên cầu mà tất cả những điểm trên vòng này đều cách thiên đỉnh một cung bằng 90°. Mặt phẳng thẳng góc với đường dây dọi của điểm quan sát trên mặt đất và đi qua tâm thiên cầu gọi là mặt phẳng chân trời. Mặt phẳng chân trời cắt thiên cầu theo một vòng tròn lớn là vòng chân trời. Vòng chân trời này là chân trời thực hay chân trời toán học, gọi tắt là chân trời.
Chân trời thực thường không trùng với chân trời nhìn thấy. Chân trời nhìn thấy là đường giáp ranh giữa đất và trời. Phụ thuộc vào các đặc điểm về địa hình và địa vật, chân trời nhìn thấy có hình dạng phức tạp. Ở các thành phố lớn chân trời nhìn thấy thường đi qua mái nhà của các tòa nhà cao tầng ở cách xa người quan sát. Trên các cánh đồng rộng lớn và quang đãng, thì chân trời nhìn thấy là một đường không bằng phẳng lúc cao hơn, lúc thấp hơn so với chân trời thực. Trên biển khơi thì chân trời nhìn thấy là một vòng tròn nhỏ luôn luôn song song và thấp hơn chân trời thực.
Chân trời thực và chân trời nhìn thấy
Hãy tưởng tượng một mặt phẳng đi qua mắt người quan sát và thẳng góc với đường kéo dài của bán kính Trái Đất. Mặt phẳng này là mặt phẳng chân trời thực hay mặt phẳng chân trời toán học. Mặt phẳng chân trời thực luôn luôn đi qua mắt người quan sát nên không tiếp xúc với bề mặt của Trái Đất. Chúng ta cần phải lưu ý đến điều này. Nếu người quan sát đứng trên một đỉnh núi cao, thì người đó sẽ nhìn thấy được những điểm xa nhất trên bê mặt Trái Đất tạo thành một vòng tròn. Vòng tròn này là chân trời nhìn thấy đối với người quan sát đó. Đứng quan sát ở trên một độ cao như vậy, thì người đó sẽ thấy được một số thiên thể ở thấp dưới chân trời. Trong trường hợp này, thì chân trời nhìn thấy hơi xa thiên đỉnh so với chân trời thực của người quan sát. Sự hơi xa thiên đỉnh của chân trời nhìn thấy gọi là sự hạ thấp chân trời. Sự hạ thấp chân trời được ký hiệu bằng góc α. Khi người quan sát đứng trên biển hay trên một cánh đồng rộng lớn quang đãng thì chân trời nhìn thấy ở dưới mặt phẳng chân trời thực. Góc α này cũng là góc hạ thấp chân trời nhìn thấy. Sự hạ thấp của chân trời (đã tính ảnh hưởng của khúc xạ) được xác định bằng công thức :
α =1,779 √h
trong đo’ h là độ cao của điểm quan sát được tính bằng mét. Góc α được tính bằng phút góc.
Khi α đã biết, thì chúng ta có thể tính bán kính Trái Đất hình cầu như sau
Một trong các phương pháp xác định kích thước của Trái Đất
r=(h cosα)/(1- cosα)
Tầm nhìn xa của chân trời nhìn thấy được tính theo công thức sau
d = 3,86 √h
trong đó tầm nhìn xa d được tính bằng kilômet, còn độ cao h được tính bằng mét.
Khi xác định các thời điểm mọc và lặn của các thiên thể, người ta cân cứ vào chân trời thực.