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Le ciel est l'étendue visible au-dessus du sol depuis la surface de la Terre, de l'horizon au zénith, dans laquelle on observe les météores et les mouvements réguliers des astres. Le ciel est à la fois l'atmosphère terrestre, dans laquelle volent les oiseaux et courent les nuages, et la sphère céleste, au-delà de la perception de la distance, que l'on désigne par métaphore comme une voûte immense.
Du fait de la rotation terrestre, le ciel entier tourne apparemment autour de l'axe de la Terre. Ce mouvement fait qu'une partie des astres dépendant de la latitude se lèvent à l'est, culminent au méridien, et se couchent à l'ouest. La période de ce mouvement, appelée jour sidéral, est de 23 heures 56 minutes et 4,09 secondes.
La couleur du ciel diurne résulte de la diffusion des rayonnements émis par le soleil. Pendant la journée, la quantité de lumière provenant d'autres astres est négligeable. L'atmosphère terrestre réfléchit une partie du rayonnement électromagnétique émis par le soleil; l'autre partie atteint le sol, après avoir subi des réfractions et une diffusion. Les rayonnements diffusés partent du point de diffusion dans toutes les directions. L'atmosphère diffuse d'autant plus les rayonnements que leur longueur d'onde est courte, ce qui correspond, dans le spectre visible, aux couleurs proches du violet.
La vision humaine s'adapte à la lumière dominante, qui paraît blanche tant que son spectre n'est pas trop différent de celui de la lumière solaire. La lumière qui vient du ciel est incomparablement plus faible que celle qui vient du soleil, et elle est bien plus riche en courtes longueurs d'onde. Quand le soleil est visible, elle paraît bleue.
La luminosité du ciel et la qualité de la lumière qu’il émet dépendent aussi de la composition de l’atmosphère et de la présence de particules en suspension. Les molécules de l’air diffusent en effet la lumière avec un effet sélectif, appelé effet Tyndall ou diffusion de Rayleigh, qui donne sa couleur bleue au ciel clair.
Le ciel nocturne est privé de la lumière du Soleil. Par conséquent, il fait noir, ce qui permet d'observer des milliers d'étoiles scintiller dans le ciel. Les étoiles sont toujours présentes durant la journée (les plus brillantes sont visibles à l'aide d'un télescope), mais on ne peut les voir, car leur intensité lumineuse est trop inférieure à celle du Soleil.
Le paradoxe d'Olbers dit «du ciel de feu» est une contradiction, si l'on supposait l'univers fixe, entre le ciel noir de la nuit et une infinité d'étoiles dans un univers infini.
Histoire des théories sur le ciel
Carte céleste du XVIIesiècle, réalisée par le cartographe hollandais Frederik de Wit.
Les Anciens se figuraient le ciel comme solide et le représentaient par une figure d'homme tenant à deux mains un voile déployé au-dessus de sa tête.
Dans la mythologie grecque, Οὐρανός/ ouranós (du nom commun signifiant «ciel») est une divinité primordiale personnifiant le ciel. Il est le fils de Gaïa (la Terre).
