Тартуская обсерватория создана в 1808 году одновременно с университетом города Тарту, в состав которого она входила вначале. Позже обсерватория стала самостоятельным учреждением, в ее стенах занимались научной деятельностью видные астрономы.
Одним из самых известных сотрудников был академик В.Я. Струве, под руководством которого обсерватория стала одним из пунктов всемирной цепи геодезических пунктов – Дуги Струве. Кроме того, в Тартуской обсерватории находился крупнейший в мире рефрактор Фраунгофера.
В настоящее время научная работа осуществляется на новой загородной площадке, а в старом здании разместились научный центр, астрономический клуб и музей, в котором демонстрируются старинные астрономические инструменты.