天文台历史追溯公元前2600年，古埃及为了观测天狼星，建立了迄今为止已知世界上最早的天文台；前2000年，巴比伦也建立了天文台
中国在大约2500年前，也开始有天文台，当称为清台、灵台、观象台
古代许多国家的天文台常常不但是天文观测的场所，也是运用占星学的场所，也因此天文台一般都为统治者所控制
15-16世纪，欧洲的一些天文家开始建立自己的天文台，其中很著名的就是丹麦的天文学家第谷1576年在哥本哈根建立的天文台，它配备了当时最先进的天文仪器
天文望远镜发明后，天文台得到了发展
1667年法国建立了巴黎天文台；1675年英国建立了格林尼治天文台
20世纪，天体物理学的发展进一步促进了天文台的发展，许多天文台装备了大口径的反射望远镜
截止至2009年，世界上大约有400个大型的天文台
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