천체를 관측하는 장치를 갖추고 있는 시설. 다수의 천문학자와 기술자가 천체관측 장치를 써서 천체현상을 상시 조직적으로 관측 연구하고 이론적으로 해명하는 시설을 가리킨다.

별이나 지구의 위치와 움직임을 관측하는 자오의(子午儀), 별의 빛을 조사하기 위한 대구경 망원경 등이 장치되고, 데이터의 정리나 이론적인 계산을 위한 컴퓨터가 갖춰져 있다.

연구를 보다 유효하게 하기 위한 부속설비로서 사진장치 · 광전(光電)장치 등의 수광(受光)장치, 성도(星圖) · 성표(星表) 등을 포함하는 도서나 자료를 갖추고 있는 경우가 많다.

〔종류와 기능〕 최초의 근대적인 천문대는 1637년에 세워진 덴마크의 코펜하겐 천문대인데, 이후 프랑스의 파리 천문대, 영국의 그리니치 천문대 등에 이어 19세기에는 미국 해군천문대가 세워졌다.

1687년 뉴턴이 만유인력의 법칙을 발견함에 따라 천체의 운행을 역학적으로 실증할 수 있게 되어 천체현상은 과학적인 연구대상이 되었다.

그리니치 천문대의 E. 헬리에 의한 헬리혜성의 회귀(回歸)의 발견(1705)이나, 파리 천문대의 U. J. J. 르베리에에 의한 해왕성의 예고(1846) 등이 그 예이다.

이어 1815년의 J. 폰 프라운호퍼에 의한 태양스펙트럼의 관측이나 67년의 P. A. 세키에 의한 별의 스펙트럼 관측에 의해 항성의 연구가 시작되었다.

이와 같은 연구적인 관측은 대학 부속의 천문대에서 행해지는 일이 많다.

미국의 하버드 대학 천문대, 영국의 케임브리지 천문대, 독일의 하이델베르크 천문대 등은 그러한 성격을 가진 천문대이다.

천문학의 발전에 따라 천문대의 관측 내용도 다양해졌다.

G. 갈릴레이는 1609년에 처음으로 망원경을 이용해 태양의 흑점, 달의 크레이터, 목성의 위성 등 많은 사실을 발견했다.

이를 계기로 37년 코펜하겐 천문대, 50년 폴란드의 그다니스크 천문대, 67년 파라 천문대, 70년 스웨덴의 룬드 천문대, 75년 그리니치 천문대 등 잇따라 망원경을 갖춘 천문대가 세워졌다.

파리 천문대의 초대 대장은 이탈리아인 J. D. 카시니인데, 그는 토성의 4개의 위성과 그 고리에 있는 카시니 간극을 발견했다.

그리니치 천문대는 플램스티드 성도(星圖)를 완성해 천체의 정밀한 위치 관측의 기초를 만들었다.

1789년 F. W. 허셜은 금속 표면에 은도금한 구경 122cm의 망원경을 만들어 어두운 성운(星雲)을 관측했으며, 19세기 후반에 대형 렌즈가 제작되기에 이르자 각국의 천문대는 다투어 대구경의 굴절망원경을 만들게 되었다.

1873년 미국 해군 천문대가 65cm굴절망원경을 만든 것을 비롯해 80년 오스트리아의 빈 천문대가 67cm, 85년 러시아의 풀코보 천문대가 76cm, 86년 프랑스의 니스 천문대가 76cm, 88년 미국의 릭 천문대가 90cm, 97년 미국의 여키스 천문대가 101cm의 굴절망원경을 각각 완성했다.

1839년의 사진술의 발명은 천문학에 큰 영향을 끼쳤다.

사진의 노출시간을 길게 함으로써 빛을 축적할 수 있게 되고, 데이터를 보존해 두는 일이 가능해졌다.

40년 하버드대학 천문대에서 근무한 경력이 있는 H. 드레이퍼는 사진술을 천체관측에 응용했다.

천체관측에 대한 사진술의 응용은 달의 촬영에서부터 시작되어 오리온 하버드 대학 천문대는 39년에 설립된 미국에서 가장 오래된 천문대인데, E. C. 피커링 대장 시절에 완성된 20만 개 남짓한 항성 스펙트럼 목록이 있다.

이는 항성의 성질을 밝힌 H-R도(圖)의 작성에 크게 유용했으며, 현재에도 스펙트럼 분류의 기초적 목록으로 쓰인다.

30년 독일의 함부르크 천문대의 B. 슈미트는 반사경의 앞면에 특수한 보정렌즈를 끼워 6각도 평방을 통시에 찍을 수 있는 슈미트 카메라를 완성했다.

함부르크 교외에 있는 함부르크 천문대는 80cm의 슈미트 카메라를 갖추고 있다.

독일의 예나에 있는 칼슈바르츠실트 천문대에는 만능형의 구경 200cm망원경이 있어, 보정렌즈를 쓰면 세계 최대의 슈미트 카메라가 된다.

망원경 구경의 확대는 연달아 이루어졌다.

17년 미국의 윌슨산 천문대에 구경 257cm반사망원경이 장치되었다.

이것은 렌즈를 쓴 망원경과 달리, 유리면에 알루미늄을 증착(蒸着)시킨 것이다.

이 천문대에서 E. P. 허블은 원거리에 있는 은하일수록 빠른 속도로 우리 은하계에서 후퇴하고 있다는 허블의 법칙을 발견했다.

48년에는 헤일의 노력과 카네기 재단의 기부에 의해 팔로마산 천문대에 508cm망원경이 장치되었다.

소련에서는 78년에 크림 천문대에 가까운 제렌추크스카야에 구경 600cm반사망원경을 설치했다.

이 망원경은 적도의식(赤道儀式) 망원경과 달리 경위의식(經緯儀式) 망원경이다.

〔앞으로의 천문대〕 천문대의 기능은 시대와 더불어 차츰 다양해졌다.

위치관측에서는 자오의나 자오환에 의한 관측도 이제 낡은 방식으로 되어가고 있다.

인공위성 히파르코스로 전천(全天) 20만 개의 별의 위치를 0.001초의 정밀도로 구하려는 시도가 이루어지고 있고, 초장기선(超長基線) 전파간섭계로 1cm이하의 지구의 움직임을 밝히려는 계획도 있다.

항성이나 은하의 성질을 밝히기 위해 가시광뿐 아니라 전파에서 γ선에 이르는 넓은 파장역에서의 관측도 행해지고 있다.

가시역(可視域)의 관측장치는 더욱 커지고 관측체제도 국제화되었다.

1968년 설립된 키트피크 미국 국립천문대는 구경 400cm 반사망원경을 갖춘 광학천문대이다.

남아메리카 칠레에는 미국 대학의 공동이용을 위한 세로톨롤로 천문대, 유럽 각국 공동의 라시라 천문대, 카네기 재단이 설립한 라팔마 천문대가 있는데, 이들은 각각 400cm, 360cm, 254cm의 반사망원경을 갖추고 있다.

하와이의 마우나케아산에는 하와이 대학의 223cm, 영국의 390cm 적외선 망원경, 미국 항공우주국의 320cm 적외선 망원경, 프랑스 · 캐나다 · 하와이 공동인 358cm 반사망원경이 설치되어 있다.

보다 질이 좋은 가시광을 얻기 위해 구경 240cm 반사망원경(스페이스 망원경)을 탑재한 우주왕복선(스페이스 셔틀)도 발사되었다(19894).

앞으로의 천문대는 작은 망원경으로 보다 많은 데이터를 보다 착실하게 수집하는 작업과, 대구경 망원경을 가장 좋은 조건 아래 두고 천체의 구조를 보다 상세하게 조사하는 역할로 갈라져 나갈 전망이다.