任何兩個坐標系之間都存在相對方位，稱為姿態（attitude）。

常見的描述姿態的方法有：歐拉（Euler）角、坐標轉換矩陣（coordinate transformation matrix）、四元數（quaternion）和旋轉矢量（rotation vector）等。其中，歐拉角將姿態描述分解為三個連續的轉動過程，每次旋轉所圍繞的軸與前后旋轉所圍繞的軸正交。

歐拉角常用于描述載體的姿態，通常是載體坐標系相對于對應的當地導航坐標系的姿態。假設載體坐標系的坐標軸定義如下（符合右手準則）：y軸為前向(即正常航行的方向)，z軸為天向(即向上方向)，x軸為右向。在載體姿態發生變化時，歐拉角中三個連續的轉動過程分別為：第一次轉動的角度是偏航角ψ（yaw），也稱航向角（heading）或方位角（azimuth），其旋轉軸為z軸；第二次轉動的角度是俯仰角θ（pitch），也稱仰角（elevation），其旋轉軸為x軸；第三次轉動的角度是滾動角?（roll），也稱側傾角（bank），其旋轉軸為y軸。本次姿態的變化可以描述為歐拉角：

這里需要注意的是：歐拉角按轉動順序的倒序排列。

為了避免表示相同變換的歐拉角的多值性，一般對俯仰角 θ 的范圍作如下限定 -90°≤θ≤90° 。