Največji od pre-teleskop opazovalnic, ki se imenuje Uraniborg (Grad Nebes), je bila zgrajena leta 1570-ih, ki jih danski astronom Tycho Brahe . Opazovalnica imel veliko instrumentov za pomoč opazovalec natančno izmeriti položaje nebesnih teles.
Potem, ko je teleskop izumili v zgodnjem 17. stoletju, observatoriji zgrajene za teleskope začel zamenjujejo prejšnje observatorijev. Francoska nacionalna observatorij v Parizu je bila ustanovljena leta 1671. Štiri leta kasneje je Royal Greenwich Observatory v Angliji, je bila ustanovljena za pomoč pri določanju položajev nebesnih teles za navigacijo. Opazovalnic so bile zgrajene v skoraj vseh evropskih državah. Mnogi so bili del večjih univerz. Prvi observatorij v ZDA je bila zgrajena na univerzi v Severni Karolini leta 1830.
Do zadnjem delu 19. stoletja, je bilo opravljeno delo na opazovalnic predvsem določanja položajev in gibov in odkritja novih nebesna telesa. Vendar pa se z razvojem fotografije in izuma instrumentov, kot je spektroskopa in interferometer, je postalo mogoče študirati tako sestavo in gibanje zvezd. Za to delo, večjimi teleskopi, da zbranih več svetlobe so bile zgrajene.
Temelje radijske astronomije so bili postavljeni v 1930-ih, ko so odkrili, da so radijski signali, ki prihajajo iz vesolja. Čeprav so nekatere radijske teleskope zgrajena prej, večina stavbe obsežno radijskih opazovalnic je začela leta 1950.
Ozračje močno posega s pripombami nekaterih vrst sevanja, zlasti ultravijolično sevanje in rentgenskih žarkov. Število satelitov so bile dane v orbiti za študij zvezde (vključno soncu) in drugih virov te vrste sevanja. Ena izmed prvih takih satelitov je bil prvi orbiti Solar Observatory (OSO-1), ki je bil uveden leta 1962. drugim vključujejo High Energy Astronomija observatorijev začela v poznih 1970. Hubblov vesoljski teleskop, velik optični teleskop, se je začela leta 1989. Ugotovitve so pokazale, da je bil teleskopa primarni ogledalo pomanjkljiv, in leta 1993 astronavti namestili korektivni optični sistem.
