将天文台观测室设计成半圆形，是为了便于观测。在天文台里，人们是通过天文望远镜来观察太空，天文望远镜往往做得非常庞大，不能随便移动。而天文望远镜观测的目标，又分布在天空的各个方向。如果采用普通的屋顶，就很难使望远镜随意指向任何方向上的目标。天文台的屋顶造成圆球形，并且在圆顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统，使观测研究十分方便。这样，用天文望远镜进行观测时，只要转动圆形屋顶，把天窗转到要观测的方向，望远镜也随之转到同一方向，再上下调整天文望远镜的镜头，就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。
在不用时，只要把圆顶上的天窗关起来，就可以保护天文望远镜不受风雨的侵袭。
当然，并不是所有的天文台的观测室都要做成圆形屋顶，有些天文观测只要对准难北方向进行，观测室就可以造成长方形或方形的，在屋顶中央开一条长条形天窗，天文望远镜就可以进行工作了。
天文圆顶是为天文望远镜安装、观测而设计的专用屋顶，它的作用主要有两个：一是保护望远镜等设备不受自然界雨、雪、风沙等恶劣气候的侵蚀，以及观测人员有一个良好的观测条件；二是为了防止外界温度变化对观测的不良影响和观测时有一个良好的Seeing（天文大气宁静度）。圆顶的结构多种多样，大部分为球型，它有一个可以启闭的天窗且整个圆顶可以360 度旋转（大望远镜基本都采用圆顶随动装置），圆顶的运动应力求平稳；圆顶的基础和地板应同望远镜基墩分开，从而消除外界振动的影响。圆顶外表面一般涂成白色，以便能够反射掉大部分的太阳辐射；圆顶还采取一定的隔热措施，用来减少室内温度变化对望远镜的影响。圆顶的高度一般情况是根据当地的温度脉动观测来选定，圆顶直径的大小一般按望远镜口径的10倍选取（指赤道式装置的望远镜）