Uma utilização primária de elipsóides de referência é servir de base para um sistema de coordenadas de latitude (norte/sul), longitude (este/oeste), e altura elipsoidal.
Para este efeito é necessário identificar um meridiano zero, que para a Terra é normalmente o Meridiano Principal. Para outros corpos é normalmente referenciada uma característica de superfície fixa, que para Marte é o meridiano que passa através da cratera Airy-0. É possível que muitos sistemas de coordenadas diferentes sejam definidos sobre o mesmo elipsóide de referência.
A longitude mede o ângulo de rotação entre o meridiano zero e o ponto medido. Por convenção para a Terra, Lua e Sol é expressa em graus que vão de -180° a +180° Para outros corpos é utilizado um intervalo de 0° a 360°.
A latitude mede a proximidade de um ponto aos pólos ou equador ao longo de um meridiano, e é representada como um ângulo de -90° a +90°, onde 0° é o equador. A latitude comum ou geodésica é o ângulo entre o plano equatorial e uma linha que é normal para a elipsóide de referência. Dependendo do achatamento, pode ser ligeiramente diferente da latitude geocêntrica (geográfica), que é o ângulo entre o plano equatorial e uma linha a partir do centro da elipsóide. Para corpos não terrestres são utilizados os termos planográficos e plantocêntricos.
As coordenadas de um ponto geodésico são habitualmente indicadas como latitude geodésica ϕ e longitude λ (ambas especificando a direcção no espaço da normal geodésica contendo o ponto), e a altura elipsoidal h do ponto acima ou abaixo da elipsóide de referência ao longo da sua normal. Se estas coordenadas forem dadas, é possível calcular as coordenadas geocêntricas rectangulares do ponto da seguinte forma:
X = ( N ( ϕ ) + h ) cos ϕ cos λ Y = ( N ( ϕ ) + h ) cos ϕ sin λ Z = ( b 2 a 2 N ( ϕ ) + h ) sin ϕ {\i1begin{alinhado}X&={\i1big (}N(\phi )+h{\big )cos {\phi}cos {\phi}lambda {\i}Y&={\big (N({\phi )+h{\big ){\i}cos {\i}sin {\i}lambda Z&=esquerda(b^{2}}{a^2}{a^2}N(phi )+h) right)sin {phi}end{alinhado
where
N ( ϕ ) = a 2 a 2 cos 2 ϕ + b 2 sin 2 ϕ , N(|displaystyle N(|phi )={a^frac {2}}{sqrt {a^2}{a^2}cos {2}phi +b^sin {2}sin {2}phiDiv>
e a e b são o raio equatorial (eixo semi-maior) e o raio polar (eixo semi-maior), respectivamente. N é o raio de curvatura na vertical principal.
Em contraste, extraindo ϕ, λ e h das coordenadas rectangulares requer normalmente iteração. Um método simples é dado numa publicação OSGB e também em notas da web. Métodos mais sofisticados são delineados no sistema geodésico.