天文台是天文工作者观测星空，从事天文研究工作的地方。天文台上一般都配有各种大型的天文望远镜及其他各式各样的天文仪器口。它的主要工作就是观测天体、分析观测资料，利用观测事实来检验理论模型，同时，通过理论来指导实测，从而揭示太空奥秘。为了减少地球大气的干扰，减少灯火噪声干扰，天文台一般都远离闹市，建在山上。
天文台具有圆堡形的立体建筑，它们是用来安置和保护天文望远镜的地方。圆堡的顶部有一个长长的天窗，用时打开，不用时关上，还可以随意转动，使望远镜对准天空中任何一个地方。为了防止屋内昼夜温差过大，圆堡的外面南京紫金山天文台
都涂了一层银粉漆，可以反射太阳光。
我国有著名的紫金山天文台、北京天文台、上海天文台、云南天文台、陕西天文台和台北市天文台等；世界上有英国皇家格林尼治天文台、美国的海尔天文台、美国莫纳克亚天文台、美国国立天文台、日本飞弹天文台、法国上普罗旺斯天文台等等。
太空奥妙的探索“工具”我国是世界上天文学发展较早的国家之一，天文观测具有悠久的历史。相传在夏代就有天文台，那时称“清台”。商代的天文台叫“神台”。到了周代改称为“灵台”。以后，历代天文台又有观象台、观星台、司天台、瞻星台等名称。
早期的天文台既是观测星象的地方，又兼作祭祀活动的场所。古代帝王在这里祀天，同时任命专职人员在这里观测天象，占卜吉凶，编算历书，“敬授民时”。随着社会的发展，祀天和观天逐渐分离，专门从事天文观测的天文台开始逐渐独立出来。由于观测天象与古代农牧业生产活动关系十分密切，司天机构在我国一直受到高度重视。除特殊情况外，历代观象台和观天设备都建设在京城。
我国现在尚存有几处古天文台遗址，其中保存较完好的有河南登封古观星台和北京古观象台。另有洛阳灵台，坐落于河南偃师县，它曾是东汉时期一座规模宏大的天文台。相传著名科学家张衡曾在灵台工作过，不过现在早已变成废墟。据史书记载，洛阳灵台在全盛时期曾呈现一派繁忙景象。灵台高约20米，其台基约50米见方。全台有工作人员43人，分工极为详细，观测项目应有尽有。因此，汉代时期我国天文学十分发达，在世界上居于领先地位。
登封古观星台坐落在洛阳东80多千米远的登封县告成镇，是我国现存最早的天文台建筑。始建于元世祖至元六年（1279年），距今已有700多年历史。耸立着的高台和台下的一条长堤恰好组成一具特殊的圭表。高台即为立表，高9?46米；长堤相当于土圭，称为量天尺，长31?19米，位于正南北向。
北京古观象台在建国门内立交桥西南侧，建于明代正统七年至十一年（1442~1446），历经明清两代，容姿未衰。辛亥革命后，古观象台属于教育部，成为北洋政府时期的中央观象台。从明正统年间到1929年止，北京古观象台连续观测近500年，创造了连续观测最久的世界纪录。
北京古观象台发装有八件清代制作的天文观测仪器（天体仪、办道经纬仪、黄道经纬仪、地平经仪、象限仪、纪限仪、地平经纬仪和玑衡抚辰仪），它们以造型美观、雕刻精细、工艺精致而著称于世，1983年4月1日经整修正式对外开放。