Sudut zenith adalah sudut antara tempat menarik dan zenith — titik tepat di atas kepala. Dalam sistem koordinat tiga dimensi, zenit adalah sumbu yang tegak lurus terhadap bidang horizontal. Sudut zenith diukur dari zenith lokal, artinya berubah berdasarkan lokasi orang atau perangkat yang melakukan pengukuran. Sudut zenith matahari, sudut antara zenith dan matahari, berguna dalam menentukan apakah matahari terbit atau terbenam dan dalam memprediksi efek matahari pada komunikasi radio.
Secara matematis, zenit sesuai dengan sumbu z pada satu set koordinat bola. Jenis sistem koordinat tiga dimensi ini menggambarkan posisi pada bola. Sumbu x dan y yang saling tegak lurus secara horizontal membentuk bidang datar. Sumbu ketiga, atau sumbu z, tegak lurus secara vertikal terhadap bidang datar ini di dimensi ketiga. Jika Bumi diplot pada koordinat bola dengan pusat Bumi sebagai titik asal, sumbu z akan berjalan melalui pusat Bumi dari utara ke kutub selatan.
Ketika sudut zenith diukur, titik asal ditentukan berdasarkan lokasi di mana pengukuran berlangsung. Misalnya, seseorang yang berdiri di tanah menciptakan sumbu vertikal yang membentang dari pusat bumi melalui kepalanya ke langit. Garis ini adalah zenit lokal. Jika orang itu mengamati matahari dan mengukur sudut antara posisinya di langit dan zenit lokal, dia akan menemukan sudut zenith matahari.
Pengukuran ini dapat berguna dalam menentukan posisi, karena dapat diukur dari benda langit mana pun. Satelit dan bintang, serta matahari, dapat ditentukan dengan sudut zenith. Sudut antara zenith lokal dan titik seperti satelit kadang-kadang dikenal sebagai sudut pandang zenith.
Semakin kecil sudut zenith matahari, semakin tinggi posisi matahari di langit. Saat matahari terbit, sudutnya berangsur-angsur berkurang hingga tengah hari. Posisi matahari dapat menjadi penting dalam navigasi serta komunikasi radio, di mana ia digunakan untuk memprediksi tingkat gangguan dari semburan matahari. Ketika sudutnya rendah, dan matahari tinggi di langit, kemungkinan besar sinyal radio akan melemah atau hilang karena aktivitas suar matahari.