天文臺為灰色三層高水泥建筑,，在入口大門的西側下方有一連州青石碑“中華民國二十五年十一月十一日天文臺奠基于此 校長鄒魯書”,，上方橫額書有繁體“天文臺”三字,。建筑體東西對稱,，大門中開,，第三層在大門之上兩側建有兩個圓頂“蘑菇”狀建筑,，方便放置天文望遠鏡,。整個建筑保存完好,，設計者為廣東著名建筑師鄭校之,。

天文臺于1936年11月11日奠基,，1938年建成，是國立中山大學所建三座天文臺中的第二座,。第一座天文臺于1929年6月在越秀中路老中大校園建成,，第三座建于抗戰(zhàn)時坪石中大校本部。中大天文臺是中國人自主建設的第一個現(xiàn)代天文臺,，有“廣東第一”“中國第二”之稱,。

天文臺的倡建者是第三任中大校長,、留法天文學博士張云。1935年,，國立中山大學石牌五山新校區(qū)落成,，在張云倡議下，再建新天文臺于新校園的高崗之上,，面積為舊臺4倍,。建成后因日軍入侵，廣州淪陷,，中大先后搬遷至澄江,、坪石等地，直到1946年才正式使用,。

天文臺承載了一代天文學家張云教授及其弟子鄒儀新,、葉叔華、席澤宗,、容壽鏗的故事,。鄒儀新是張云親自培養(yǎng)的我國第一位女天文學家，也是亞洲第一位女天文學家,。葉叔華院士畢業(yè)于此并因天文學研究成就被國際天文學聯(lián)合會將一顆小行星命名為“葉叔華星”,。席澤宗是中國科技史界的第一位院士，作為天文臺里大學生,，他在這里寫下《彗星》等一系列天文學科普作品,。1943年畢業(yè)于中大天文系的容壽鏗，1949年任天文臺臺長,，為天文臺恢復使用和南京大學天文系創(chuàng)建作出突出貢獻,。

1952年全國院校調(diào)整，天文系調(diào)入南京大學,，天文臺中儀器資料也同時運去,。此后曾作為生物系鈷60輻射中心，現(xiàn)為廣東農(nóng)村政策研究中心辦公樓,。