La proiezione gnomonica mostra tutti i cerchi massimi come linee rette, perciò la distanza più breve tra due località corrisponde a quella segnata sulla mappa. Questo è ottenuto mediante la proiezione, avente per centro il centro della Terra, della superficie della terra su di un piano tangente. Le distorsioni minori avvengono vicino al punto di tangenza. Meno della metà di una sfera può essere proiettato su una mappa finita.
Poiché i meridiani e l'equatore sono cerchi massimi, essi sono sempre mostrati come linee rette.
Così come per tutte le proiezioni azimutali, gli angoli dal punto di tangente sono conservati. La distanza mappale da quel punto è una funzione r(d) della vera distanza d, data da
dove R è il raggio della Terra. La scala radiale è
e la scala trasversale
dunque la scala trasversa aumenta verso l'esterno, e la scala radiale anche maggiormente.
La proiezione gnomonica è ritenuta la più antica proiezione cartografica, sviluppata da Talete nel VI secolo a.C..
Nel 1946 Richard Buckminster Fuller brevettò la proiezione Gnomonica nella sua versione cubottaedrica della Dymaxion Map. La versione del 1954 icosaedrica fu pubblicata con il titolo AirOcean World Map, e questa è la versione a cui ci si riferisce anche adesso.
Le proiezioni Gnomoniche vengono usate in Sismologia perché le onde sismiche tendono a viaggiare lungo cerchi massimi. Esse sono usate anche dalla Marina per disegnare cuscinetti di radiorilevamento, radiogoniometria[collegamento interrotto] poiché i segnali radio viaggiano attraverso dei cerchi massimi.