经有关部门批准，国家天文台2001年4月25日在京成立，这标志着我国天文学发展进入一个里程碑式的新阶段。
国家天文台由分布于全国的八大天文台、站与高等院校合建的四个天文和天体物理中心整合而成，主要任务是：统筹我国天文学科发展布局、大中型观测设备运行和承担大科学工程建设项目；负责科研工作的宏观协调和指导；优化资源和人才配置；与高等院校结合形成若干研究中心，充分发挥天文观测、研究和学科交叉融合的优势。
国家天文台的成立，是落实党中央、国务院有关中科院开展知识创新工程试点指示的重要组成部分，是3年知识创新工程中中科院天文口改革取得显著进展的结果，是为实现我国天文学第二次创业的重大举措。
“基础研究必须要有世界眼光和科学战略思维，不能满足于在国内称老大，一定要到国际上争光，到国际前沿去拼搏，做出世界优质成果。”成立仪式上，中科院院长路甬祥对国家天文台寄予厚望。
据悉，作为国家天文台的筹备单位，1999年3月，中科院在各天文台站的基础上组建了国家天文观测中心。中心成立2年来，选择了9大领域作为主要目标，并将宇宙和恒星演化、太阳磁活动和日地空间环境、人造卫星精度定轨和空间地球动力学以及空间天文作为4大重点，取得初步成效。
据悉，北京天文台融入国家天文台，云南天文台、乌鲁木齐天文站、长春人造卫星观测站并入天文台，南京天文仪器中心转制为科技型企业。紫金山天文台、上海天文台继续保留法人资格，学术上受国家天文台的宏观协调和指导。
