Un sistema de coordenadas verticales define el origen para los valores de altura o profundidad. Como en un sistema de coordenadas horizontales, la mayor parte de la información de un sistema de coordenadas verticales no es necesaria a menos que se desee mostrar o combinar un dataset con otros datos que utilicen un sistema de coordenadas verticales diferente.
La parte más importante de un sistema de coordenadas verticales quizá sea su unidad de medida. La unidad de medida siempre es lineal (por ejemplo, pies internacionales o metros). Otra parte importante es si los valores z representan alturas (elevaciones) o profundidades. Para cada tipo, la dirección del eje z es positiva "arriba" o "abajo", respectivamente. En la figura siguiente, hay dos sistemas de coordenadas verticales: el nivel medio del mar y la bajamar media. El nivel medio del mar se utiliza como nivel cero para los valores de altura. La bajamar media es un sistema de coordenadas verticales basado en profundidad.
Se muestra un valor z para el sistema del nivel medio del mar basado en altura. Cualquier punto que esté por debajo de la línea del nivel medio del mar pero al que se haga referencia tendrá un valor z negativo. El sistema de bajamar media tiene dos valores z asociados. Dado que el sistema de bajamar media está basado en profundidad, los valores z son positivos. Cualquier punto que esté por encima de la línea de bajamar media pero al que se haga referencia tendrá un valor z negativo.
El archivo geographic_coordinate_systems.pdf de la carpeta de documentación de ArcGIS contiene una lista de los sistemas de coordenadas verticales compatibles.