Observatoire du Vatican
En 1578, le pape Grégoire XIII confie aux Jésuites astronomes et mathématiciens du Collège romain, la tâche de préparer la réforme de l'ancien calendrier (1582). Le premier observatoire astronomique est créé dans la Tour des vents du Vatican, en vue de fonder cette réforme sur de solides observations du mouvement des astres. Le calendrier grégorien, promulgué en 1582 par le pape Grégoire XIII, a été développé par le jésuite mathématicien Christopher Clavius à partir des données astronomiques. Cet observatoire au Vatican est en activité jusqu'à la mort du directeur, Gilii, en 1821, puis il est fermé. Ses instruments ont été transférés à l'Observatoire du Collège. Une troisième installation a lieu à l'Observatoire du Capitole, entre 1827 et 1870.
Astronomie optique
En se basant uniquement sur les descriptions incertaines de la première lunette pratique, inventé par Hans Lippershey aux Pays-Bas en 1608, Galilée fabrique, l'année suivante, une lunette avec un grossissement d'environ 3x. Plus tard, il fait des versions améliorées avec jusqu'à environ 30x. Avec une lunette de Galilée, l'observateur pouvait voir agrandies, des images verticales de la terre, ce qui est communément connu comme un télescope terrestre ou une lunette. Il pouvait aussi l'utiliser pour observer le ciel, car il construisait des télescopes assez bons pour cette fin. Le , il a présenté une de ses premières lunette astronomique, avec un grossissement d'environ 8 ou 9, aux législateurs vénitiens. Ses lunettes sont une source de revenus pour Galileo, les marchands les trouvant utiles à la fois en mer et en tant qu'articles de commerce. Il a publié ses observations astronomiques initiales en , dans un petit traité intitulé "Sidereus Nuncius" (« Messager des étoiles »).