Los primeros observatorios fueron creados para observar fenómenos astronómicos o atmosféricos, pero en las últimas décadas han surgido múltiples instituciones dedicadas a diversas áreas sociales que han adoptado el nombre de observatorios.
Los observatorios astronómicos se instalan en lugares que posean un clima, o las condiciones apropiadas para la observación.
Las disciplinas que hacen uso de observatorios son múltiples; es el caso de la astronomía, climatología, geología, meteorología y vulcanología.
El observatorio más antiguo de que tenemos noticia es el de la torre o zigurat de Belo, en Babilonia, en el cual los astrónomos caldeos hicieron sus principales observaciones. Es dudoso que los griegos tuviesen un observatorio en Alejandría, pero es cierto que los construyeron los árabes, los chinos y los mongoles. Fue célebre el de Bagdad, emplazado en los mismos jardines del Califa.
En cuanto a los observatorios de Europa, tal vez sea el más antiguo la famosa Torre de Sevilla construida por el astrónomo Mohamed Geber, que sirvió por espacio de muchos siglos para las observaciones astronómicas de los árabes y los españoles. Más modernamente construyó uno en 1561 el landgrave de Hesse-Cassel Guillermo IV, y en 1576 levantó Tycho Brahe el famoso que llamó Uranienburgo en la isla de Hiren, entre Copenague y Malmoe, en el Sund, a la entrada del Báltico.
Históricamente los observatorios han contenido sextantes como herramientas o piedras alineadas con ciertos fenómenos astronómicos, como es el caso de Stonehenge. Los modernos observatorios astronómicos contienen enormes telescopios (con espejos de varios metros de diámetro) y ordenadores para el procesamiento de los datos obtenidos. Ejemplos de observatorios de este tipo son el Mauna Kea en Hawái, Observatorio del Roque de los Muchachos y Observatorio del Teide en las Islas Canarias, Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile.
