L'invenzione di un sistema di coordinate geografiche è generalmente attribuita aEratostene di Cirene, che compose la suaGeografia, opera oggi perduta, presso laBiblioteca di Alessandria nelIII secolo a.C. Un secolo dopo,Ipparco di Nicea migliorò questo sistema determinando la latitudine dalle misurazioni stellari piuttosto che dall'altitudine solare e determinando la longitudine dai tempi delleeclissi lunari. Nel I o II secolo,Marino di Tiro compilò un ampio dizionario geografico e una mappa del mondo tracciata matematicamente utilizzando coordinate misurate ad est da un primo meridiano nella terra conosciuta più occidentale, designata con leIsole Fortunate, al largo della costa dell'Africa occidentale intorno alleIsole Canarie oCapo Verde, e misurate a nord o a sud dell'isola diRodi al largo dell'Asia Minore.
Fu tuttaviaClaudio Tolomeo nelII secolo d.C. ad adottare per primo il sistema di latitudine e longitudine. Nella suaGeografia Tolomeo utilizzava lo stesso primo meridiano ma misurava invece la latitudine dall'equatore. Dopo che i lavori di Marino di Tiro e di Tolomeo furono tradotti inarabo nel IX secolo, ilLibro della descrizione della Terra diAl-Khwārizmī corresse gli errori dei due studiosi antichi riguardo alla lunghezza delMar Mediterraneo, facendo sì che la cartografia araba medievale utilizzasse un primo meridiano a circa 10º ad est della linea usata da Tolomeo. La cartografia matematica riprese in Europa dopo il recupero del testo di Tolomeo da parte delgrammatico eteologobizantinoMassimo Planude poco prima del 1300. Il testo è stato tradotto inlatino dall'umanistaJacopo d'Angelo intorno al 1407 aFirenze.
Le latitudini e le longitudini sono grandezze angolari e come tali sono misurate in gradi
Storicamente, l'ordine con cui si indicavano le coordinate era sempre lo stesso, prima la latitudine e poi la longitudine, usando diversi formati per scrivere i gradi.
Talvolta, per fornire indicazioni più precise, pur utilizzando la notazione DMS, i secondi vengono espressi in formato decimale. Ad esempio: N 41°53'24.8280 E 12°29'32.0136.
Di solito da 4 a 6 cifre decimali. Esempio: le suddette coordinate diventano 41.8902300°, 12.4922260°.
Notare che l'indicazione degli emisferi N (nord) / S (sud) e E (est) / O (ovest) può essere sostituita dal segno. In particolare, avremo valori negativi per latitudini nell'emisfero sud e longitudini a ovest del meridiano fondamentale.
Ultimamente si usa sempre più l'ordine longitudine - latitudine, per uniformarsi ai sistemiUTM eMGRS.
Essendo la terra un corpo irregolare (geoide), dare una descrizione matematica della sua superficie è un compito assai arduo. Solitamente si suppone che essa sia assimilabile a un ellissoide, in modo che quest'ultimo approssimi bene la sua superficie (soprattutto per quanto riguarda le quote). L'estrema variabilità della superficie terrestre ha fatto proporre a diversi studiosi diverse forme di ellissoide, tra le quali quella più usata (perché si suppone approssimi meglio la superficie terrestre) è l'ellissoide di Hayford.
Solitamente gli ellissoidi vengono orientati localmente per una superficie terrestre riconducibile a quella di una regione, una nazione, un continente. Per questo quando si parla di coordinate geografiche si deve menzionare anche il suodatum, ovvero il suo ellissoide di riferimento e il suo orientamento. Oggi il più usato (anche da Wikipedia, nel campo coordinate delle località) è il sistemaWGS84, ovvero un ellissoide avente il centro coincidente con il centro di massa della terra e avente i seguenti parametri:
