現(xiàn)存觀星臺創(chuàng)建于元朝初年，距今約七百年。它不僅是中國現(xiàn)存最早的天文臺建筑，也是世界上重要的天文古跡之一。觀星臺系磚石混合建筑結(jié)構(gòu)，由盤旋踏道環(huán)繞的臺體和自臺北壁凹槽內(nèi)向北平鋪的石圭兩個部分組成，臺體呈方形覆斗狀，四壁用水磨磚砌成。臺高9.46米，連臺頂小室統(tǒng)高12.62米。頂邊各長8米多，基邊各長16米多，臺四壁明顯向中心內(nèi)傾，其收分比例表現(xiàn)出中國早期建筑的特征。臺頂小室是明嘉靖七年（公元1528年）修葺時所建。臺下北壁設(shè)有對稱的兩個踏道口，人們可以由此登臨臺頂。在環(huán)形踏道及臺頂邊沿筑有1.05米高的階欄與女兒墻，皆以磚砌壁，以石封頂。為了導(dǎo)泄臺頂和踏道上的雨水，在踏道四隅各設(shè)水道一孔，水道出水口雕作石龍頭狀。臺的北壁正中，有一個直通上下的凹槽，其東﹑西兩壁有收分，南壁上下垂直，距石圭南端36厘米。

石圭用來度量日影長短，所以又稱“量天尺”。它的表面用36方青石板接連平鋪而成，下部為磚砌基座。石圭長31.196米，寬0.53米，南端高0.56米，北端高0.62米。石圭居子午方向。圭面刻有雙股水道。水道南端有注水池，呈方形﹔北端有泄水池，呈長條形，泄水池東﹑西兩頭鑿有泄水孔。池﹑渠底面，南高北低，注水后可自灌全渠，不用時水可排出。泄水池下部，有受水石座一方，為東西向長方形，其上亦刻有水槽一周。