Il Seicento vide la nascita di una nuova forma di organizzazione istituzionale della ricerca: gli osservatori astronomici. Alloggiati in edifici appositamente costruiti, gli osservatori furono dotati di strumentazione avanzata e costosa, forniti di personale di alta specializzazione e affidati alla direzione dei maggiori protagonisti della scienza astronomica. Le nuove istituzioni furono promosse e sostenute dai più grandi monarchi europei, che affidarono loro obbiettivi di interesse nazionale: mettere a punto metodi efficaci per determinare la longitudine; stabilire con precisione i confini dello Stato; sviluppare sistemi esatti di misurazione del tempo, ecc. La costruzione a Parigi, per volere di Luigi XIV, del primo grande osservatorio pubblico iniziò nel 1667. Esso fu affidato alla direzione di Giovan Domenico Cassini, che realizzò programmi di ricerca ambiziosi. Un secondo grande osservatorio fu eretto nel 1675 a Greenwich, per volere di Carlo II d’Inghilterra. Ne fu a lungo direttore John Flamsteed, il quale promosse un nuovo catalogo stellare che raggiunse un livello di definizione senza precedenti. Fiorirono anche gli osservatori privati. L’esempio più emblematico è offerto dall’osservatorio eretto sul tetto della propria casa a Danzica, negli anni quaranta del Seicento, da Hevelius, uno dei grandi protagonisti dell’astronomia d’osservazione.