Zenitvinkeln är vinkeln mellan en intressant plats och zenit – punkten direkt ovanför. I ett tredimensionellt koordinatsystem är zenit axeln vinkelrät mot horisontalplanet. Zenitvinkeln mäts från en lokal zenit, vilket innebär att den ändras baserat på platsen för den person eller enhet som gör mätningen. Solens zenitvinkel, vinkeln mellan zenit och solen, är användbar för att avgöra om solen går upp eller går ner och för att förutsäga soleffekter på radiokommunikation.
Matematiskt motsvarar zenit z-axeln på en uppsättning sfäriska koordinater. Denna typ av tredimensionella koordinatsystem beskriver positioner på en sfär. X- och y-axlarna, som är horisontellt vinkelräta mot varandra, bildar ett plant plan. Den tredje axeln, eller z-axeln, är vertikalt vinkelrät mot detta plana plan i den tredje dimensionen. Om jorden plottades på sfäriska koordinater med jordens centrum som utgångspunkt, skulle z-axeln löpa genom jordens centrum från norr till sydpolen.
När zenitvinkeln mäts, definieras ursprungspunkten baserat på den plats där mätningen äger rum. Till exempel skapar en person som står på marken en vertikal axel som löper från jordens centrum genom hans eller hennes huvud upp mot himlen. Denna linje är den lokala zenit. Om den personen skulle observera solen och mäta vinkeln mellan dess position på himlen och den lokala zenit, skulle han eller hon ha hittat solens zenitvinkel.
Denna mätning kan vara användbar för att bestämma position, eftersom den kan mätas från vilket himlaobjekt som helst. Satelliter och stjärnor, såväl som solen, kan lokaliseras med zenitvinkeln. Vinkeln mellan den lokala zenit och en punkt som en satellit kallas ibland för betraktningszenitvinkeln.
Ju mindre solenitvinkeln är, desto högre står solen på himlen. När solen går upp minskar vinkeln gradvis fram till middagstid. Solens position kan vara viktig i såväl navigering som i radiokommunikation, där den används för att förutsäga störningsnivån från solflammor. När vinkeln är låg, och solen står högt på himlen, är det mer sannolikt att radiosignaler kan dämpas eller förloras på grund av solflensaktivitet.