地軸的北端始終指向北極星的附近，故地球自轉時北極星一直在北方。北極星位於地球地軸的北端，在北斗七星中的天璇與天樞連線的五倍延長線上。因地球的自轉，而北極星又處於天球轉動的軸上，相對其它恆星靜止不動。北極星距地球約433光年，直徑約爲5200萬千米。
因地球圍繞着地軸進行自轉，而北極星與地軸的北部延長線極爲接近，所以夜晚看天空北極星是幾乎不動的，且在頭頂偏北方向，因此可以指示北方。
雖然在一年四季裏，由於地球繞太陽公轉，地軸傾斜的方向也發生變化，但是北極星距地球距離遠遠大於地球公轉半徑，所以地球公轉帶來的地軸變化可以忽略不計。於是一年四季裏，看到在天空的北極星位置好像都是在正北方不動的，其實只是肉眼觀察不到細微的變化，覺得地軸一直指向於北極星。
