定義
在平面内畫兩條互相垂直，并且有公共原點的數軸。其中橫軸為X軸，縱軸為Y軸。這樣我們就說在平面上建立了平面直角坐标系，簡稱直角坐标系。
說明
坐标系所在平面叫做坐标平面，兩坐标軸的公共原點叫做直角坐标系的原點。X軸和Y軸把坐标平面分成四個象限，右上面的叫做第一象限，其他三個部分按逆時針方向依次叫做第二象限、第三象限和第四象限。象限以數軸為界，橫軸、縱軸上的點不屬于任何象限。在平面直角坐标系中可以依據點坐标畫出反比例函數、一次函數、二次函數等的圖象。
出處
據說有一天，法國哲學家、數學家笛卡爾生病卧床，病情很重，盡管如此他還反複思考一個問題：幾何圖形是直觀的，而代數方程是比較抽象的，能不能把幾何圖形與代數方程結合起來，也就是說能不能用幾何圖形來表示方程呢？要想達到此目的，關鍵是如何把組成幾何圖形的點和滿足方程的每一組“數”挂上鈎，他苦苦思索，拼命琢磨，通過什麼樣的方法，才能把“點”和“數”聯系起來。突然，他看見屋頂角上的一隻蜘蛛，拉着絲垂了下來，一會功夫，蜘蛛又順着絲爬上去，在上邊左右拉絲。蜘蛛的“表演”使笛卡爾的思路豁然開朗。他想，可以把蜘蛛看做一個點，它在屋子裡可以上、下、左、右運動，能不能把蜘蛛的每個位置用一組數确定下來呢？他又想，屋子裡相鄰的兩面牆與地面交出了三條線，如果把地面上的牆角作為起點，把交出來的三條線作為三根數軸，那麼空間中任意一點的位置就可以用這三根數軸上找到有順序的三個數。反過來，任意給一組三個有順序的數也可以在空間中找出一點P與之對應，同樣道理，用一組數（x、y）可以表示平面上的一個點，平面上的一個點也可以有用一組兩個有順序的數來表示，這就是坐标系的雛形。
直角坐标系的創建，在代數和幾何上架起了一座橋梁，它使幾何概念用數來表示，幾何圖形也可以用代數形式來表示。由此笛卡爾在創立直角坐标系的基礎上，創造了用代數的方法來研究幾何圖形的數學分支——解析幾何， 他大膽設想：如果把幾何圖形看成是動點的運動軌迹，就可以把幾何圖形看成是由具有某種共同特征的點組成的。舉一個例子來說，我們可以把圓看作是動點到定點距離相等的點的軌迹，如果我們再把點看作是組成幾何圖形的基本元素，把數看作是組成方程的解，于是代數和幾何就這樣合為一家人了 。
特征
兩條數軸：①互相垂直 ②原點重合 ③通常取向右、向上為正方向 ④單位長度相同。
平面直角坐标系：平面内畫兩條互相垂直、原點重合的數軸，組成平面直角坐标系（rectangular coordinate system）.水平的數軸稱為x軸（x-axis）或橫軸，習慣上取向右為正方向；豎直的數軸為y軸（y-axis）或縱軸，取向上方向為正方向；兩個坐标軸的交點為平面直角坐标系的原點。
點的坐标：我們用一對有序數對表示平面上的點，這對數叫坐标。表示方法為（a,b）.a是點對應橫軸上的數值，b是點在縱軸上對應的數值。
建立平面直角坐标系後，平面被坐标軸分成四部分，分别叫第一象限，第二象限，第三象限和第四象限。（兩軸正半軸的區域為第一象限，象限按逆時針順序排列）
一元二次方程，當K>0時，兩個分支分别位于第一象限和第三象限内，在每個象限内Y随X的增大而減小；當K<0時，兩個分支分别位于第二象限和第四象限内，在每個象限内，Y随X的增大而增大。
當X的絕對值無限增大或接近于零時，反比例函數圖像的兩個分支都無限接近X軸Y軸，但絕不和X軸，Y軸相交。
還有著名的心形線。
