Geocentrická soustava je jedním z historických modelů možného uspořádání Sluneční soustavy a rovněž chápání uspořádání celého vesmíru. Představa předpokládá, že se ve středu vesmíru se nachází nejdůležitější těleso – planeta Země, o které již učenci ve starověku věděli, že má tvar koule. Název soustavy vychází z řeckého geos, což znamená Země.
Model soustavy byl vytvořen na základě jednoduchých astronomických pozorování vesmíru, a to neozbrojeným okem ze zemského povrchu. Tato pozorování byla proto značně omezena. Pozorovatel na určitém místě zemském povrchu a v určitém čase spatřil část hvězdné klenby, která se vlivem rotace Země pomalu pohybovala, což si však nesprávně vysvětloval. Stálice podle představ byly pevně umístěny na hvězdné sféře. Vůči pevným stálicím bylo možné spatřit putovat tzv. „bludné hvězdy“, dnešní planety viditelné pouhým okem. Představa o planetách však byla poněkud odlišná. Do planet bylo započítáno i Slunce a Měsíc. Takže tehdejší Sluneční soustavu tvořilo celkem 7 těles pozorovatelných na obloze. Podle představ byla Země ve středu tehdejší Sluneční soustavy a zároveň i vesmíru. Kolem Země obíhal po nejbližší sféře Měsíc. Na dalších sférách vnitřní planety Merkur a Venuše. Na čtvrté sféře se pohybovalo Slunce a za ním pak vnější planety Mars, Jupiter a Saturn. O dalších tělesech (Uran, Neptun a Pluto) se v té době nevědělo. Sluneční soustava měla i se Zemí pouze 8 těles.
S planetami to však není tak jednoduché, neboť jejich pohyb na obloze je poněkud neuspořádaný. Planety se pohybují po eliptických drahách, a tím i během oběhu mění svoji rychlost. To se však v té době nevědělo. Astronomové dokázali poměrně přesně odměřit dobu oběhu jednotlivých známých těles. Pozorovali, že planety se v určitou dobu pohybují přímo, jindy mají vůči hvězdnému pozadí zpětný pohyb. Vytváří na obloze tzv. kličky, které bylo zapotřebí vysvětlit. A právě tyto smyčky se staly důvodem pro zavedení pomocných kružnic do předpokládaného geocentrického modelu. Jednotlivé planety se v modelu pohybovaly po myšlené kružnici, zvané epicykl. Nehmotný střed epicyklu se pohyboval po další a větší kružnici označené jako deferent. Uprostřed kružnice deferentu se nacházela nehybná Země.
Autorem geocentrické soustavy byl starověký řecký učenec, geograf, matematik, astronom a astrolog Klaudios Ptolemaios * kolem r. 85 (90); † asi r. 165 (160) n. l. Ten se kromě jiného zabýval pohyby planet na obloze a sférickou astronomií. Je i autorem významného astronomického encyklopedického díla Syntaxis megale (Velká soustava), později přeloženého do arabštiny pod názvem Almagest. Ptolemaios napsal i astrologické knihy a je rovněž autorem výkladu k zeměpisné mapě tehdy známého světa. Ptolemaiův geocentrický systém ovlivnil na několik dalších století názor na uspořádání světa. Geocentrismus jako názor zejména z teologických důvodů podporovala i katolická církev. Ta dokonce zašla tak daleko, že ještě na počátku 17. století nechala dát řadu knih, které byly v rozporu s geocentrickým učením, na Index zakázané literatury. Nicméně v pozdějším období se ukázalo, že geocentrický model zcela nevyhovuje a byl překonán. Do popředí se dostaly modely jiné. Mezi významné patřil např. kombinovaný model Tychonova systému. Postupem doby na základě vynálezu dalekohledu a i dalších objevů začal převažovat model heliocentrický, což se odrazilo nejen v astronomii, ale i jiných oblastech, jako je filosofie a teologie. Geocentrický systém se ale dodnes ještě používá. Je na něm založena projekce promítání v planetáriu, směrování astronomických dalekohledů apod.