中国科学院下属的5座天文台之一。1958年筹建，总部设在北京海淀区中关村。是以天体物理研究工作为主的综合性天文台。下辖沙河、兴隆、密云、怀柔和天津5个观测站。沙河观测站地处北京北郊昌平县沙河镇，海拔 40 米，东经116°20′，北纬 40°06′，主要仪器有光电等高仪、光电中星仪、光学跟踪经纬仪、人造卫星激光测距仪、双频多普勒测速仪和原子钟。该站侧重于时间工作、地球自转和人造卫星运动的观测研究。兴隆观测站地处河北兴隆县的群山中，海拔940米，东经 117°30′，北纬 40°24′。仪器有口径2.16米的反射望远镜、口径1.26 米的红外望远镜、物镜和改正镜口径分别为90和60厘米的施密特望远镜、口径60厘米的反射望远镜等。该站主要从事恒星物理、星系物理等方面的各种课题的观测和研究。密云观测站位于北京密云水库北岸，海拔150米，东经116°45′，北纬 40°33′，安装有由 28面直径 9米的抛物面天线构成的米波综合孔径射电望远镜，主要从事宇宙射电和射电技术的观测和研究。怀柔观测站位于北京怀柔水库北岸的一个小岛上，东经 116°30′，北纬40°20′，主要设备是太阳磁场望远镜和多通道太阳望远镜，主要从事太阳磁场和速度场的测量和研究。天津观测站原系紫金山天文台所辖的国际纬度站，后归北京天文台所属。该站位于天津西郊曹庄附近，东经117°03′，北纬39°08′。仪器有真空照相天顶筒、天顶仪等，主要从事纬度观测和极移的研究。
北京的天文观测和研究，起于元朝至元十六年，郭守敬和王恂在元大都（今北京）所建司天台，明清两代改明观象台，民国初年改为中央观象台。
1958年，中国科学院始建现代化的北京天文台。40年来，中国科学院北京天文台先后在兴隆、怀柔、密云、沙河和天津建成了五个观测基地，装备了远东最大的光学望远镜——2.16米光学望远镜、多通道太阳磁场望远镜、米波综合孔径射电望远镜、1.26米红外望远镜以及一些中小望远镜，并配备有先进的探测器。1991年和阿根廷圣胡安大学联合建立了南半球观测点。
北京天文台的观测设备对国内外天文台家开放，它同全世界三十多个天文机构进行密切合作。
着眼于21世纪天文学的发展，北京天文台承担着国家重大科学工程——大天区面积多目标光纤光谱望远镜（lamost）的建设任务，并积极预研空间太阳望远镜和推进多国合作的巨型射电望远镜计划。经过结构调整与改革的北京天文台，以形成由一批杰出的学术带头人和优秀青年组成的精悍的科研群体，正朝气蓬勃的迈向21世纪。在我国科教兴国战略实施创新工程中将更好地发挥应有的作用。
中国科学院下属的天文研究机构1958年筹建﹐设在北京中关村。有天体物理﹑光电成像﹑光学和自动化等实验室﹐还有五个观测站﹐沙河工作站位于东经116°20﹐北纬40°06﹐海拔40米﹔侧重于世界时﹑地球自转和人造卫星运动的观测和研究﹔有光电等高仪﹑光电中星仪﹑目视等高仪﹑光学跟踪经纬仪﹑人造卫星激光测距仪和双频多普勒测速仪等设备。沙河工作站的 3.2和10厘米等波段射电望远镜从事太阳活动预报。兴隆观测站位于东经117°30﹐北纬40°24﹐海拔约940米﹔从事恒星的形成和演化﹑密近双星和爆发变星的观测和研究﹔有口径60厘米施密特望远镜﹐口径40厘米双筒折射望远镜和口径60厘米反射望远镜等设备。密云观测站位于东经116°45﹐北纬40°33﹐海拔约150米﹔主要从事太阳射电﹑宇宙射电和射电技术的研究﹔有450兆赫2×16太阳复合射电干涉仪﹔从事米波﹑厘米波综合孔径射电望远镜的研制工作。怀柔观测站是太阳物理观测基地﹐有太阳光球-色球望远镜﹑60厘米太阳望远镜﹐主要研究以太阳耀斑为主的活动区物理和太阳活动。天津纬度站位于东经117°03﹐北纬39°08﹔主要从事纬度观测和地极坐标等研究﹔有口径180毫米天顶仪和真空照相天顶筒等。出版物有《北京天文台台刊》。
