天文臺的主要工作是用天文望遠鏡觀測星星。中國的天文臺大多設在山上。如紫金山天文臺，它就設立在南京城外東北的紫金山上，海拔267米。北京天文臺設有5個觀測站，其中興隆觀測站海拔約940米，密雲觀測站海拔約150米。上海天文臺在佘山的工作站，海拔也有98米。雲南天文臺在昆明市的東郊，海拔為2020米。

天文臺設在山上，不是因為山上離星星近一點。星星離開地球都非常遙遠。一般恆星都在幾十萬億千米以外，離地球最近的天體月亮，距離地球也有38萬千米。地球上的高山一般只有幾千米，縮短這麼一小短距離，顯然是微不足道的。

地球被一層大氣包圍著，星光要透過大氣才能到達天文望遠鏡。大氣層中的煙霧、塵埃以及水蒸氣的波動等，對天文觀測都是有影響。尤其在大城市附近，夜晚城市燈光照亮了空氣中的這些微粒，使天空帶有亮光，妨礙天文學家觀測較暗的星星。在遠離城市的地方，塵埃和煙霧較少，情況要好些，但是還不能避免這些影響。

越高的地方，空氣越稀薄，煙霧、塵埃和水蒸氣越少，影響就越少，所以天文臺大多設在山上。

世界上公認的三個最佳天文臺臺址都是設在高山之巔，這就是夏威夷莫納凱亞山山頂，海拔4206米；智利安第斯山，海拔2500米山地；以及大西洋加那利群島，2426米高的山頂。

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