La Petite Ourse se repère généralement par rapport à la Grande Ourse. Une méthode très connue permet de déterminer l'emplacement de α Ursae Minoris : en traçant une ligne de Merak à Dubhe (les deux étoiles du bord extérieur de la casserole), et en la suivant sur cinq fois la distance entre ces deux étoiles, après avoir passé la queue du Dragon si elle est visible, et on tombe sur l'étoile Polaire, qui est la seule étoile brillante de ce secteur. Arrivé sur l'étoile Polaire par cet alignement, le « petit chariot » est à angle droit vers la gauche, dessinant un petit arc de cercle orienté vers la Grande Ourse. Une méthode alternative pour trouver Polaris consiste à partir de la constellation de Cassiopée.
La constellation de la Petite Ourse est assez pauvre et peu lumineuse. On ne voit initialement (Mag 2) que les deux étoiles extrêmes, (α Ursae Minoris, l'étoile Polaire) et Kochab (β UMi). Quand les conditions sont un peu meilleures (Mag 4), on distingue la chaîne liant les deux : α UMi, δ UMi, ε UMi, ζ UMi et Kochab (β UMi).
Traditionnellement, on voit la Petite Ourse sous forme d'un « petit chariot », la chaîne étant complétée après Kochab en tournant à droite, par γ UMi et η UMi. En fait, l'étoile symétrique de γ UMi par rapport à Kochab, 5 UMi, est plus lumineuse que η UMi, et cet alignement de trois étoiles est plus facilement visible que la forme de « casserole ».
Les étoiles qui entourent Kochab à plus grande distance forment la constellation du Dragon.
La constellation de la Petite Ourse contient plusieurs galaxies : NGC 3172, NGC 5034, NGC 5144, NGC 5939, NGC 6071, NGC 6324 et NGC 6331.
La galaxie spirale barrée NGC 6217 (16h 32mn 29s d'ascension droite, 78° 11' 48" de déclinaison) est la plus brillante, bien qu'elle soit assez peu lumineuse (magnitude 12,10). Elle nous apparaît penchée de trois-quarts.