Dans la seconde moitié du XIXème siècle, Besançon connaît une expansion de son activité horlogère qui lui confère le titre de capitale française dans ce domaine. C'est dans ce contexte que l'on construit, en 1862, l'observatoire astronomique, météorologique et chronométrique. Aujourd'hui la météorologie n'est plus dans ses attributions mais il est resté fidèle à ses 2 autres missions : unité mixte de recherche de l'Université de Franche-Comté et du C.N.R.S, ses thématiques concernent à la fois l'astrophysique et la mesure du temps. Concernant l' architecture, le site se distingue par l’orientation astronomique précise des constructions et par le choix de construire des pavillons isolés pour chaque instrument. On retrouve ainsi, répartis sur un vaste domaine arboré, le pavillon à toit ouvrant qui abrite le grand cercle méridien, le pavillon de la lunette équatoriale coudée, le pavillon des horloges à diapason, la maison des tables vibrantes, une coupole qui abrite l’astrographe, la bibliothèque et plusieurs habitations. Il est possible de participer à une visite guidée de l'Observatoire, organisée par l'Office de Tourisme (sur réservation).