先说北极，古人眼中北极首先是一个天文概念而非地理概念。夜晚仰望星空，会发现繁星在逆时针旋转，旋转中心即为北天极，北天极附近近乎不动的恒星即为北极星（实际上还是在变动的，先秦时期是小熊座β，现在是小熊座α）。
《晋书天文志》描述了当时流行的一种浑天说理论，【北極出地上三十六度，南極入地下亦三十六度，而嵩高正當天之中極也。】，这是假定大地是一块漂浮在宇宙空间的盘子，嵩山（靠近古代中国的统治中心洛阳）为大地中心，嵩山到北天极连成一线，和大地的夹角为“三十六度”（古人对角度的定义和现代人有差异，约合现在的35.48°）。顺着往下想，北极星的正下方就是地理意义上的北极了。
古人理解中的北极是什么样子的？这里涉及到一个问题，因为古人对日高的计算长期存在缺陷，所以错误估计了太阳和大地的尺度。古人认为大地极其广阔，而太阳相对渺小，只能照亮大地的一部分区域。地理意义上的北极就是一块极其遥远的、寻常人类无法涉足的、远到太阳也无法照射到的土地。《庄子逍遥游》中提到【北溟有鱼】，西晋司马彪注释【溟谓南北极也。去日月远，故以溟为名也】，这是在想象北极是一片幽暗的、无边无际的大海。
而随着天文技术的发展和强势王朝的崛起，官方的测绘团队开始尝试向遥不可及的“北极”前进。唐代僧一行团队最北抵达铁勒（今乌兰巴托附近）；元代郭守敬团队最北抵达北海（今叶尼塞河流域北极圈以内），《双溪醉隐集》记载“往返数年，得日不落山”，现代推测应当是观察到了极昼现象。
至于南极，对古人而言是一个更加渺茫的概念。“浑天说”模型认为南天极在大地之下，《庄子》中也是类比“北溟”的概念想象了“南溟”。《淮南子》中则进行了一个估算，【树表高一丈。正南北相去千里，同日度其阴。北表一尺 ，南表九寸，是南千里阴短寸。南二万里则无景 ，是直日下也。】，这是说往南走两万里，会到达一个没有影子的地方，太阳即在正上方。《山海经》中描述这个无影之地是【爰有大暑 ，不可以往】。结合起来看，古人想象中一路往南走会先到一个很热的地方（太阳直射，地上没有影子），再继续往南走会到达同样幽暗的南溟。由于尺度估计错误，在古人眼中，无影之地就已经是遥不可及的地方了。
