地心惯性( ECI ) 坐标系起源于地球质心，并且相对于恒星是固定的。[1] “ECI”中的“I”代表惯性（即“不加速”），与“地心 - 地球固定” ( ECEF ) 框架相反，后者在旋转过程中相对于地球表面保持固定，然后相对于恒星旋转。

对于空间中的物体，描述轨道运动的运动方程在非旋转框架（如 ECI）中更简单。ECI 框架对于指定朝向天体的方向也很有用：

为了表示地球物体的位置和速度，使用 ECEF 坐标或纬度、经度和高度是很方便的。

ECI 框架实际上是惯性的程度受到周围引力场的不均匀性的限制。例如，月球对高地球轨道卫星的引力影响与其对地球的影响明显不同，因此 ECI 框架中的观察者必须在其运动定律中考虑这种加速度差异。观察到的物体越接近 ECI 原点，引力差异的影响就越不显着。[2]

使用地球的轨道平面和地球在空间中的旋转轴的方向来定义 ECI 框架的方向是很方便的。[3]地球的轨道平面称为黄道，它与地球的赤道平面不重合。地球赤道面与黄道的夹角ε称为黄道倾角，ε≈23.4  °。

当地球处于其轨道上的某个位置时，就会发生春分，使得从地球到太阳的矢量指向黄道与天赤道的交点。在春天的第一天（相对于北半球）附近发生的春分称为春分。春分点可用作 ECI 帧的主要方向。[4]太阳位于 3 月 21 日左右的春分方向。 ECI 框架的基本平面通常是赤道平面或黄道平面。