Mısır Medresesi müderrislerinden Takiyüddin tarafından astronomi çalışmaları için kurulan rasathaneyle 441 yıl önce tanışan Osmanlı, 1868'de faaliyete geçen ikinci rasathaneyle meteoroloji gözlemlerine ağırlık verdi.
Fatih Sultan Mehmet'in Ayasofya medresesi müderrisliğine atadığı Kuşçu, Fatih Külliyesi'nin ders programlarını Molla Hüsrev'le birlikte hazırlayarak astronomi ve matematik dersleri verdi, İstanbul'un enlem ve boylamını ölçüp çeşitli güneş saatleri yaptı.
Kuşçu'nun 1474'te ölümünden sonra uzun bir süre ara verilen astronomi bilimi, 1577'de 3. Murat'la ilk rasathanenin kurulmasıyla Osmanlı'da tekrar ele alındı.
Kopernik'in teorisini geliştiren Tycho Brahe 1576'da Danimarka'da Uraniborg Rasathanesi'ni kurarken, uzun süredir bu alanda çalışmaların yapılmadığı Osmanlı İmparatorluğu'nda da bir yıl sonra padişahın izniyle Mısır Medresesi müderrislerinden Takiyüddin tarafından ilk rasathane kuruldu.
Takiyüddin, Galata Kulesi'nde elverişsiz şartlarda yaptığı kişisel çalışmalarından sonra Tophane sırtlarında o yüzyılın neredeyse en önemli gözlemevlerinden birini kurdu. Kütüphanesi de bulunan gözlemevinde Takiyüddin, kendinden önce kullanılan aletleri küçülterek yapmanın yanı sıra yeni aletler de icat etti.
11 Eylül 1577'den itibaren İstanbul'un gökyüzünde bir ay kadar görünen kuyruklu yıldız da Takiyüddin tarafından izlendi. Bu gözlem rasathanenin ilk bilimsel çalışmaları arasında yerini aldı.
Takiyüddin, padişaha bu olayın İran ordusuna karşı galibiyetinin habercisi olduğu yolunda kehanette bulunurken, 1578'de veba salgınında insanların ölümü üzerine Şeyhülislam Ahmet Şemseddin Efendi'nin Sultana mektup yazarak verdiği fetvayla rasathane 21 Ocak 1579'da Kaptan-ı Derya Kılıç Ali Paşa tarafından top ateşiyle yıkıldı. Ancak Takiyüddin ölümüne kadar kendi imkanlarıyla astronomi çalışmalarını sürdürdü.
Osmanlı döneminde ikinci rasathane astronomi rasathanesi olarak değil, meteoroloji merkezi olarak kuruldu. Bu merkezin kurulmasından önce, Tanzimat'tan (1839) başlayarak çeşitli tarihlerde, İstanbul, İzmir, Trabzon, Tekirdağ, Merzifon gibi şehirlerde gerek özel mahiyette gerek hükümet emrinde olmak üzere yabancılar tarafından birçok hava gözlemi yapıldı.
Bilinen ilk sıcaklık ölçümleri ise Galata'da St. Benoit Manastırı'nda Rahip Dalmas tarafından 1839-1847 tarihleri arasında yapılan meteorolojik gözlem oldu. 1868'de Fransız hükümetinin tavsiyesi üzerine, hava tahminlerinin telgrafla belirli merkezlere iletilmesi için Rasathane-i Amire kuruldu. Avrupa'nın önde gelen fabrikalarından aletler satın alındı ve gözlemevi ilk başta Pera'da, 74 metre yüksekliği olan bir tepenin üzerinde faaliyete geçti.
- Rasathanenin ilk müdürü, Osmanlı İmparatorluğu'nun telgraf şebekesini yenilemek için gelen Aristide Coumbary oldu. Coumbary, rasathanenin kuruluşundan beş yıl sonra 1873'te Viyana'da düzenlenen ilk uluslararası meteoroloji kongresinde Türkiye'yi temsil etti.
Fransa'daki Milli Meteoroloji Merkezi'yle aynı sistemde çalışan Rasathane-i Amire 1968'de merkez istasyona bağlı imparatorluk genelinde kurulan 12 istasyondan gözlem yaptı.
1880'de dünyada ilk kez deprem dalgalarının aletsel kayıtlarının yapılmasından bir süre sonra, 10 Temmuz 1894'te büyük İstanbul depremi yaşandı. İmparatorluk topraklarında sismik istasyon ve deprem konusunda uzman olmadığından, bu depremin sismik kayıtları yapılamadı.
İstanbul'daki büyük depreminin bilimsel bir şekilde araştırılmasını isteyen 2. Abdülhamit Atina Rasathanesi Müdürü D. Eginitis'i İstanbul'a davet etti. Rasathanede depremle ilgili sismik ölçüm araçlarının eksik olduğu anlaşılınca, İtalya'dan alınan sismografların biri Rasathane-i Amire'ye, diğeri ise Abdülhamit'in ikametgahı olan Yıldız Sarayı'na yerleştirildi.
Rasathanede çalışan Roma Rasathanesi Deprem Müdürü İtalyan sismolog G. Agamennone, imparatorluğun hemen her yerindeki demiryolları, limanlar ve telgraf ofisleri, il hükümet vekaletleri ve yabancı konsolosluklarda gözlemcilerden oluşan geniş bir ağ kurdu. Bu gözlemler ağı, Agamennone'un 1897'de İstanbul'dan ayrılmasından sonra kısa bir sürede çöktü.
1908'deki 31 Mart Vakası sırasında ayaklananlar gözlem aletleri ve sismograflarla birlikte rasathaneyi tahrip etti. 31 Mart vakasının ardından 21 Haziran 1910'da Türkiye'de astronomi ve jeofizik çalışmalarının öncülerinden biri olan Fatin Gökmen yeni kurulacak rasathanenin müdürlüğüne getirildi.
Fatin Gökmen rasathanenin kuruluşu için bugünkü Vaniköy üzerindeki İcadiye tepesini uygun gördü. 31 Mart Vakası'nda tahrip edilen Maçka'daki Rasathane-i Amire'den sağlam kalabilen iki deniz kronometresi, eski bir geçiş aleti, ufak bir teodolit ve iki elektrikli duvar saati de yeni kurulan rasathaneye verildi. 1 Temmuz 1911'den başlayarak, meteoroloji faktörlerinin sürekli ve sistematik bir biçimde ölçüm ve kaydına başlandı.
Meteoroloji gözlemlerinin yanı sıra astronomi gözlemleri de yapmak için 1918'de Carl Zeiss Jena firmasına sipariş edilen büyük ekvatoryal dürbün ancak Cumhuriyet’in kuruluşundan sonra, 1925’te rasathaneye getirildi.
Rasathanenin meteoroloji birimi, Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü’nün 1929’da düzenli gözlemlere başlanmasına kadar ülkede meteoroloji ile ilgili gözlem ve tahmin yapan tek kuruluş olma unvanını korudu.
Cumhuriyet döneminde önemli değişiklikler geçirerek bugünkü halini alan Rasathane-i Amire'ye, 1936'da Kandilli Rasathanesi ve 40'lı yıllarda da "Kandilli Astronomi ve Jeofizik Rasathanesi" adı verildi.
Cumhuriyet hükümeti inşaat, tesisat ve alet alımı için her yıl yüklü miktarda para vererek kurumun gelişme yolunu açtı. 1925'te İstanbul'a gelen ekvatoryal dürbün için sağlanan tahsisatla 1926'da dürbün binasının temelleri atıldı ve atölye ile kütüphane binaları tamamlandı.
1928'de deprem binası tamamlandı, ancak ekvatoryal dürbünün yerleştirilmesi ve dürbün binasının hizmete açılması 1935'te mümkün odu.
12 odadan oluşan bu binada sürekli olarak güneş aktivitesine yönelik güneş leke gözlemleri yapıldı.
1934'te bitirilen sismoloji binası ve laboratuvarında da sismograflar yerleştirilerek deprem kayıtlarına başlandı. Bu tarihi bina 2006'da müze olarak tekrar düzenlendi.
1969'da yıktırılan eski meteoroloji binasının yerine ihtiyaçları karşılayacak yeni bir kule ile bina inşa edildi ve gözlem aletlerinin bulunduğu bahçe yeniden düzenlendi. Kandilli Rasathanesi kuruluş yıllarından itibaren uluslararası yöntemlere uygun olarak meteoroloji gözlem ve kayıtları yaptı.
Kandilli Rasathanesi en önemli gelişme dönemine, 1964'ten sonra modern bina ve tesislerinin tamamlanmasıyla girdi. Kandilli Rasathanesi 1947'ye kadar çalışmalarını İstanbul Üniversitesi'nin Heyet (Astronomi) ve Fizik Enstitüsü'nün çalışmalarına paralel olarak yürüttü. Yurtdışı bilim insanlarıyla geliştirilen ilişkiler, rasathaneye kurulan laboratuvarlar ve satın alınan modern aletler, güneş fiziğinin özelliklerini ortaya koyacak çalışmaların oluşmasını sağladı.
Özellikle 1962'den sonra rasathanede yapılan çalışmalar önemli yabancı bilim dergilerinde yayımlanmaya ve yabancı bilim insanları tarafından referans gösterilmeye başlandı.
Faaliyetlerini 1982'ye kadar Milli Eğitim Bakanlığı Yüksek Öğretim Müdürlüğü'ne bağlı olarak yürüten Kandilli Rasathanesi, Boğaziçi Üniversitesi bünyesinde "Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü" adı altında rektörlüğe bağlı bir enstitüye dönüştürüldü.
Deprem mühendisliği, Jeodezi ve Jeofizik anabilim dalları, manyetik laboratuvarı bulunan rasathanede, Bölgesel Deprem-Tsunami İzleme ve Değerlendirme Merkezi, Belbaşı Nükleer Denemeleri İzleme Merkezi ile İznik Deprem Zararlarını Azaltma Merkezi bulunuyor, astronomi ve meteoroloji laboratuvarı yer alıyor.
İlk hedefi depreme yönelik çalışmalar olan enstitü, deprem konusunda gözlem, eğitim, araştırma ve uygulama faaliyetlerini tek bir bünye altında toplayan ilk kuruluş olma özelliğini kazanıyor.
Rasathane bünyesinde, 2002'de de İstanbul Deprem Acil Müdahale ve Erken Uyarı Sistemi kuruldu.
