地球是一个球体，球面上的位置，是以经纬度来表示，我们把它称为“球面坐标系统”或“地理坐标系统”。在球面上计算角度距离十分麻烦，而且地图是印刷在平面纸张上，要将球面上的物体画到纸上，就必须展平，这种将球面转化为平面的过程，称为“投影”。
经由投影的过程，把球面坐标换算为平面直角坐标，便于印刷与计算角度与距离。由于球面无法百分之百展为平面而不变形，所以除了地球仪外，所有地图都有某些程度的变形，有些可保持面积不变，有些可保持方位不变，视其用途而定。
横轴投影又称“赤道投影”。投影面的轴与地球自转轴相垂直的一类投影。横轴
方位投影是投影面与赤道一点相切，常用于制作东、西半球图，或者赤道附近地区图；横轴
圆柱投影是圆柱面与一条经线相切，国家基本地形图所采用的高斯-
克吕格投影也属于横轴圆柱投影；横轴圆锥投影是圆锥面与某一小圆相切。横轴圆锥投影构成的经纬线网很复杂，很少用。
国际间普遍采用的一种横轴圆柱投影投影是横轴
墨卡托投影（Transverse Mecator Projection），在小范围内保持形状不变，对于各种应用较为方便。我们可以想象成将一个圆柱体横躺，套在地球外面，再将地表投影到这个圆柱上，然后将圆柱体展开成平面。圆柱与地球沿南北经线方向相切，我们将这条切线称为“中央经线”。
在中央经线上，投影面与地球完全密合，因此图形没有变形；由中央经线往东西两侧延伸，地表图形会被逐渐放大，变形也会越来越严重。为了保持投影精度在可接受范围内，每次只能取中央经线两侧附近地区来用，因此必须切割为许多投影带。就像将地球沿南北子午线方向，如切西瓜一般，切割为若干带状，再展成平面。可将地球沿子午线方向，每隔6度切割为一带，全球共切割为60个投影带。
在地图上保持方向和角度的正确是墨卡托投影的优点，墨卡托投影地图常用作航海图和航空图，如果循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，方向不变可以一直到达目的地，因此它对船舰在航行中定位、确定航向都具有有利条件，给航海者带来很大方便。