Els observatoris astronòmics, són centres d'investigació dedicats a l'estudi del cel, i que disposen d'instruments per a la seva observació, com telescopis, càmeres d'alta resolució, estacions meteorològiques... 

En l'antiguitat, com l'astronomia estava molt relacionada amb les creences religioses, els observatoris estaven als temples destinats al culte de les divinitats.

Actualment els observatoris es troben en llocs allunyats de les ciutats, i en llocs elevats. Un dels més importants que tenim, és l'Observatori Fabra.

Gràcies a l'avenç tecnològic, també existeixen observatoris que no es troben a la Terra, són els observatoris orbitals, que són uns telescopis que orbiten al voltant de la Terra.