V Novom svete, niekoľko observatória bol postavený v 11. storočí. Najskôr observatórium v Európe, postavený v Norimbergu, sa začala v roku 1472.
Najväčší z pre-ďalekohľadov observatórií, nazvaný Uraniborg (Zámok nebies), bol postavený v roku 1570 a to o dánskeho astronóma Tycha Brahe , Observatórium mal mnoho nástrojov, ktoré pomáhajú pozorovateľ presne zmerať pozície nebeských telies.
Potom, čo teleskop bol vynájdený na začiatku 17. storočia, postavené observatória pre ďalekohľady začalo nahradiť skoršie observatórií. Francúzsky Národný observatórium v Paríži bola založená v roku 1671. O štyri roky neskôr sa kráľovský Greenwich observatórium v Anglicku bola založená na pomoc pri určovaní polôh nebeských telies pre navigáciu. Observatóriom boli postavené takmer vo všetkých európskych krajinách. Mnohí z nich boli súčasťou hlavných univerzít. Prvý observatórium v Spojených štátoch bol postavený na University of North Carolina v roku 1830.
Až do druhej polovice 19. storočia, o vykonanej práci v observatóriom bolo predovšetkým stanovenie pozícií a pohybov a objav novej nebeské telesá. Avšak, s rozvojom fotografie a vynález nástrojov, ako je spektroskop a interferometra, to sa stalo možné študovať ako zloženie, tak pohyb hviezd. Pre túto prácu, väčších ďalekohľadov, ktoré sa zhromaždili viac svetla, bol stavaný.
Základy rádioastronómie boli položené v roku 1930, keď sa zistilo, že rádiové signály prichádzali z vesmíru. Hoci niektoré rádioteleskopy boli stavané skôr, väčšina z rozsiahlej budovy rozhlasových observatóriom začala v roku 1950.
Atmosféra silne interferuje s pripomienkami niektorých typov žiarenia, najmä ultrafialové žiarenie a röntgenové žiarenie. Rad družíc boli umiestnené na obežnú dráhu na štúdium hviezd (vrátane Slnka) a ďalších zdrojov týchto druhov žiarenia. Jeden z prvých takých družíc bola prvá Orbiting Solar Observatory (OSO-1), ktorý sa začal v roku 1962. Medzi ďalšie patrí vysokej energetickej Astronómia Hvezdárne zahájená v neskorej 1970. Hubble Space Telescope, veľký optický ďalekohľad, bol zahájený v roku 1989. pozorovania ukázali, že ďalekohľad primárne zrkadlo bolo chybné, a v roku 1993 astronauti nainštalovali opravný optický systém.
