Unghiul zenit este unghiul dintre un punct de interes și zenit – punctul direct deasupra capului. Într-un sistem de coordonate tridimensional, zenitul este axa perpendiculară pe planul orizontal. Unghiul zenit este măsurat de la un zenit local, ceea ce înseamnă că se modifică în funcție de locația persoanei sau a dispozitivului care efectuează măsurarea. Unghiul zenitului solar, unghiul dintre zenit și soare, este util pentru a determina dacă soarele răsare sau apune și pentru a prezice efectele solare asupra comunicațiilor radio.
Matematic, zenitul corespunde axei z pe un set de coordonate sferice. Acest tip de sistem de coordonate tridimensional descrie pozițiile pe o sferă. Axele x și y, care sunt orizontal perpendiculare între ele, formează un plan plat. A treia axă, sau axa z, este vertical perpendiculară pe acest plan plat în a treia dimensiune. Dacă Pământul ar fi reprezentat pe coordonate sferice cu centrul Pământului ca punct de origine, axa z ar trece prin centrul Pământului de la nord la polul sud.
Când se măsoară unghiul zenital, punctul de origine este definit pe baza locației în care are loc măsurarea. De exemplu, o persoană care stă pe pământ creează o axă verticală care trece de la centrul Pământului prin cap spre cer. Această linie este zenitul local. Dacă acea persoană ar fi observat soarele și ar măsura unghiul dintre poziția lui pe cer și zenitul local, el sau ea ar fi găsit unghiul zenitului solar.
Această măsurătoare poate fi utilă în determinarea poziției, deoarece poate fi măsurată de la orice obiect ceresc. Sateliții și stelele, precum și soarele, pot fi identificate cu unghiul zenit. Unghiul dintre zenitul local și un punct, cum ar fi un satelit, este uneori cunoscut ca unghiul zenitului de vizualizare.
Cu cât unghiul zenitului solar este mai mic, cu atât soarele este mai sus pe cer. Pe măsură ce soarele răsare, unghiul scade treptat până la prânz. Poziția soarelui poate fi importantă în navigație, precum și în comunicațiile radio, unde este folosită pentru a prezice nivelul de interferență de la erupțiile solare. Când unghiul este scăzut și soarele este sus pe cer, este mai probabil ca semnalele radio să fie atenuate sau pierdute din cauza activității erupțiilor solare.