各系番号ごとの座標系原点の経緯度や適用区域など、具体的な定義は国土交通省告示で定められている。
地球楕円体面を平面に投影する図法は、正角図法であるガウス・クリューゲル図法を用いる。局所的縮尺のずれが ±1/10000 に収まるように、座標原点を通る子午線上の縮尺係数を 0.9999 に設定し、原則として基準子午線から東西約130 kmの範囲で用いる。その上で、一部離島を除いて各都府県がひとつの座標系でカバーできるよう、また一部離島については個別にカバーするよう、19の座標系を設ける。なお告示文中では、南北方向（基準子午線方向）を北向きを正とするX軸、それに直交する方向を東向きを正とするY軸としている。

中学や高校の数学で習う座標系は横軸がｘ軸、縦軸がY軸になっていますが、地理の平面直角座標系では北向きを正とするX軸、それに直交する方向を東向きを正とするY軸としています。これはなぜですか？ 興味深い質問ですね。座標系の設定方法が異なる理由について説明します。
数学の座標系: 通常のデカルト座標系では、横軸（X軸）を横方向、縦軸（Y軸）を縦方向として定義します。これが中学や高校の数学でよく使われる座標系です。この座標系は、数学的な関数やグラフを描くのに適しており、直感的で扱いやすいのが特徴です。
地理の平面直角座標系: 地理学では、地表の特定の位置を示すために、北を正とするX軸と東を正とするY軸を使用します。この座標系は、地図の方位（北が上、東が右）に一致するように設計されています。これにより、実際の地理的な位置関係を反映しやすくなります。
この違いは、各分野での利用目的や対象が異なるためです。数学では抽象的な数値や関数を扱うために直感的な座標系が採用され、地理学では現実の地形や方向を正確に表現するための座標系が採用されています。
つまり、どちらの座標系もそれぞれの用途に応じた合理的な選択となっているわけですね。

1. 日本地図を（たとえば100ｍ×100ｍの）正方形のメッシュに分割する。それぞれの正方形がすべて陸地または河川であれば「1」、部分的に海が含まれていれば「0.5」、すべて海であれば「0」として数える。それら合計の値が国土面積となる。
2. 日本地図を大きな紙に印刷する。陸地部分（河川を含む）をハサミで切り抜く。あらかじめ単位面積あたりの紙の重さを測っておき、切り抜いた紙片の重さを合計すれば国土面積が計算できる。
3. 日本地図の画像から陸地や河川に相当する部分のドットの数を合計する。