Зенит связан с определением направления в астрономии и геофизике следующим образом:

• В астрономии зенит служит исходным направлением для измерения зенитного угла — углового расстояния между направлением на интересующий объект (например, на звезду) и местным зенитом относительно точки, для которой зенит определён. 14 Также зенит определяет одну из осей горизонтальной системы координат в астрономии. 1
• В геофизике понятие «вверх» более точно определено через зенит — это направление, противоположное направлению действия силы гравитации в данном месте. 12

От астрономического зенита отличают геоцентрический и геодезический: 1

• Геоцентрический зенит — точка пересечения с небесной сферой вектора, направленного из центра Земли через точку, в которой находится наблюдатель. 1
• Геодезический зенит — точка пересечения с небесной сферой нормали к проекции точки расположения наблюдателя на поверхность референц-эллипсоида. 1 Геоцентрический и геодезический зениты не определяются непосредственным наблюдением и подлежат расчёту. 1