L'origine dell'Osservatorio Astronomico di Trieste risale al 1753, quando l'imperatrice d'Austria Maria Teresa vi istituì la Scuola Nautica, che per alcuni decenni fu ospitata nel Collegio dei Gesuiti di Santa Maria Maggiore. L'astronomia era una materia curricolare insegnata ai futuri capitani. Nel 1817 la Scuola Nautica divenne l'Accademia per il Commercio e la Nautica e fu trasferita a Palazzo Biserino, situato nell'odierna Piazza Hortis. Nel 1851 fu installato sul tetto un osservatorio astronomico che nel 1898 divenne autonomo dall'Accademia. Il direttore era F. Anton e la sede fu trasferita in un nuovo, grande edificio con l'aspetto di un palazzo medievale (castello Basevi), che ancora oggi ospita l'Osservatorio. Sotto la direzione di E. Mazelle furono acquisite le più strumentazioni per l'astronomia, la sismologia e la meteorologia, come il circolo meridiano di Troughton & Simms. Nel 1904 il telescopio rifrattore Reinfelder fu installato nella cupola di nuova costruzione del padiglione neoclassico nel parco del castello Basevi. Con questo strumento J.Krieger compilò il suo Atlante Lunare. Annesso al Regno d'Italia, nel 1925 l'Istituto fu dotato di un nuovo telescopio rifrattore Zeiss da 50 cm. Per diversi anni furono possibili solo poche osservazioni a causa dell'inquinamento luminoso della città, inoltre nel settembre 1944 l'Osservatorio fu bombardato. Dopo la guerra l'Osservatorio fu reso di nuovo pienamente operativo. Gli astronomi iniziarono nuovi programmi di ricerca nel campo della fotometria fotoelettrica. La crescita dell'Osservatorio continuò dopo il 1964 grazie al grande incremento dato dalla nuova direttrice, M. Hack, sia delle attività di ricerca che del personale. A Basovizza, sull'altopiano del Carso, fu costruita una nuova stazione di osservazione ove furono installati nuovi telescopi. Nel 1999 l'Osservatorio è entrato a far parte dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).

L'Osservatorio Astronomico di Trieste (OATs) è attualmente una delle 17 strutture di ricerca che compongono l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). L'OATs vanta una lunga storia, con una prestigiosa proiezione a livello internazionale da oltre 50 anni. La sede storica dell'OATs si trova presso il Castello Basevi, non lontano dal colle di San Giusto. Nel corso degli anni a tale sede sono state affiancate la stazione osservativa di Basovizza, sul Carso triestino, e la sede di Villa Bazzoni, sul colle di San Vito. La sede di Basovizza ospita strumenti e laboratori ed è anche aperta al pubblico. La sede di Villa Bazzoni ospita personale astronomo del Dipartimento di Fisica dell'Università  di Trieste. Le tematiche di ricerca sviluppate presso l'OATs riguardano la cosmologia, gli ammassi di galassie, l'evoluzione stellare e galattica, la fisica solare e planetaria, la fisica delle alte energie e l'astrobiologia. Oltre alle tematiche scientifiche vengono sviluppate tecnologie innovative per lo studio e l'esplorazione del cosmo da terra e dallo spazio. Tutte le ricerche si giovano di una fitta rete di collaborazioni nazionali e internazionali. Le principali collaborazioni in campo osservativo e tecnologico sono portate avanti con l'ESA, Agenzia Spaziale Europea, e con l'ESO, Osservatorio Europeo Australe. Negli ultimi anni l'OATs ha partecipato a più di 25 progetti europei e internazionali. L'OATs ogni anno produce circa 170 articoli scientifici e 40 eventi di scienza e divulgazione. L'OATs si dedica inoltre alla formazione dei giovani, sia con attività  didattica in corsi di laurea e dottorato presso l'Università di Trieste e la SISSA, sia finanziando assegni di ricerca, contratti a tempo determinato e borse di studio. L'OATs svolge anche una intensa attività di divulgazione presso la Specola "Margherita Hack", nella sede di Basovizza, che ospita diversi telescopi e un laboratorio interattivo ed è visitata da migliaia di persone l'anno.