Andalucía cuenta con varios centros de observación astronómica tanto de carácter profesional como orientados a aficionados o al público general. Entre los observatorios profesionales se encuentra el Centro Astronómico Hispano de Andalucía en Calar Alto, situado en la Sierra de los Filabres, al norte de Almería. Se trata del mayor observatorio en el continente europeo. Lo operan conjuntamente por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) en Granada y la Junta de Andalucía. Dispone de tres telescopios con aberturas de 1,23 metros, 2,2 metros, 3.,5 metros, y de un telescopio Schmidt. Además, en la misma montaña se encuentra la Estación de Observación de Calar Alto (EOCA) perteneciente al Observatorio Astronómico Nacional (OAN), que cuenta con un telescopio de 1,5 metros.

Otro observatorio profesional destacado es el Observatorio de Sierra Nevada, situado en los alrededores del pico Veleta, propiedad del Instituto de Astrofísica de Andalucía y que trabaja con dos telescopios principales de 0,5 metros y 0,9 metros, más otros varios de menor diámetro,
entre ellos un telescopio infrarrojo de 60 centímetros.

En la localidad gaditana de San Fernando, el Real Instituto y Observatorio de la Armada es la institución científica más antigua de España. Como Observatorio Astronómico y Geofísico centra su actividad científica en cuatro secciones: proporciona la hora oficial española, trabaja en estudios sobre astronomía y geofísica y elabora las efemérides utilizadas por los navegantes en sus travesías en alta mar y por los astrónomos para planificar sus trabajos.

Un último centro de observación profesional se encuentra en la Estación de El Arenosillo, Huelva, perteneciente al Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) pero donde el Instituto de Astrofísica de Andalucía tiene instalados varios telescopios pequeños.

En cuanto a planetarios de divulgación tenemos al Observatorio y Planetario del Centro Principia en Málaga, el Parque de las Ciencias de Granada, el planetario de la Casa de la Ciencia de Servilla,  el Planetario de Úbeda y el Centro Cosmolarium de Hornos de Segura, en Jaén y el Planetario y Observatorio de Serón, en Almería.

En lo que respecta a observatorios orientados a aficionados o a divulgación, tenemos en Huelva, el Observatorio Astronómico Asociación Juan Pérez Mercader. En Málaga, el Observatorio Astronómico del Torcal (OAT), cerca de la localidad de Antequera. En Jaén, se encuentra el Observatorio Andaluz de Astronomía, gestionado por la Sociedad Einstein de Astronomía, en la localidad de la Aldea de la Pedriza y el Centro de Divulgación Astronómico de la Fresnedilla en Villacarrillo.

En la provincia de Granada existe un importante centro de observación astronómica no profesional en el monte de La Sagra (Puebla de don Fadrique), gestionado por la entidad privada Observatori Astronòmic de Mallorca. Existen otros observatorios no profesionales de menor importancia, gestionados normalmente por asociaciones de aficionados o centros culturales.