1987年2月24日晨，智利两个天文台的天文学家看见大麦哲伦云中有明亮的爆发，这个爆发的恒星后来称为超新星1987A，标志着自1604年以来第一颗肉眼可见的超新星。全世界有数以千计的天文台不断地监测、测量和分析这些天文现象。针对远离地球的各种对象的天文台是最常见的观象台类型。
天文台大至拥有甚大天线阵的庞大国立射电天文台，小至数百个天文爱好者的小型天文台。天文台的目的是收集有助于了解宇宙及其各种成分的性质的信息。
各天文台观测过的许多天体中有行星、恒星、彗星、星系、类星体和星云。即使是最简单的天文台，也可以详细地观察其光线要经过数千年以上才能到达地球的恒星。最大和最复杂的天文台日常研究其光线要经过100亿年以上才能到达地球的天体。某些专门的天文台甚至可检测某些形式的高能辐射，例如来自大气层以上的丁射线和X射线。