將天文臺觀測室設計成半圓形，是爲了便於觀測。在天文臺裏，人們是通過天文望遠鏡來觀察太空，天文望遠鏡往往做得非常龐大，不能隨便移動。而天文望遠鏡觀測的目標，又分佈在天空的各個方向。如果採用普通的屋頂，就很難使望遠鏡隨意指向任何方向上的目標。天文臺的屋頂造成圓球形，並且在圓頂和牆壁的接合部裝置了由計算機控制的機械旋轉系統，使觀測研究十分方便。這樣，用天文望遠鏡進行觀測時，只要轉動圓形屋頂，把天窗轉到要觀測的方向，望遠鏡也隨之轉到同一方向，再上下調整天文望遠鏡的鏡頭，就可以使望遠鏡指向天空中的任何目標了。
在不用時，只要把圓頂上的天窗關起來，就可以保護天文望遠鏡不受風雨的侵襲。
當然，並不是所有的天文臺的觀測室都要做成圓形屋頂，有些天文觀測只要對準難北方向進行，觀測室就可以造成長方形或方形的，在屋頂中央開一條長條形天窗，天文望遠鏡就可以進行工作了。
天文圓頂是爲天文望遠鏡安裝、觀測而設計的專用屋頂，它的作用主要有兩個：一是保護望遠鏡等設備不受自然界雨、雪、風沙等惡劣氣候的侵蝕，以及觀測人員有一個良好的觀測條件；二是爲了防止外界溫度變化對觀測的不良影響和觀測時有一個良好的Seeing（天文大氣寧靜度）。圓頂的結構多種多樣，大部分爲球型，它有一個可以啓閉的天窗且整個圓頂可以360 度旋轉（大望遠鏡基本都採用圓頂隨動裝置），圓頂的運動應力求平穩；圓頂的基礎和地板應同望遠鏡基墩分開，從而消除外界振動的影響。圓頂外表面一般塗成白色，以便能夠反射掉大部分的太陽輻射；圓頂還採取一定的隔熱措施，用來減少室內溫度變化對望遠鏡的影響。圓頂的高度一般情況是根據當地的溫度脈動觀測來選定，圓頂直徑的大小一般按望遠鏡口徑的10倍選取（指赤道式裝置的望遠鏡）。
天文臺的屋頂爲什麼是半球形的故事點評這寬寬的裂縫是一個巨大的天窗，只要打開天窗，整個房頂就成了視野廣闊的大窗戶。龐大的天文望遠鏡就是通過這個天窗直指太空的。圓形的屋頂使得天窗能夠任意改換角度，這樣，天文望遠鏡就可以觀測天空中的任一方向了。 一般天文臺都建在山頂上，因爲那裏空氣污染少，干擾也少，可以更清楚地觀測星空。
