Перша в Україні обсерваторія була зведена за наказом адмірала Олексія Ґрейґа. Проект будівлі у стилі модного на той час класицизму виконав Ф. Вунш. За його реалізацією наглядав інженер Б. Фан дер Фліс. Призначення наукової установи було суто практичним: вона мала забезпечувати навігаційними картами Чорноморський флот, а також слугувати «курсами підвищення кваліфікації» для морських офіцерів. Архітектура зведеної посеред саду на вершечку кургану споруди мала відповідати всім цим функціям.
Отже, всі приміщення обсерваторії групуються навколо її центральної двоповерхової частини. Вхід, підкреслений шестиколонним портиком, провадить у круглу центральну залу-аудиторію. В цьому приміщенні моряки поліпшували свої знання з навігації та безпосередньо пов’язаної з нею астрономії. Над залом, у ротонді, розташовувалося дослідницьке приміщення. З 12 вікон за небесними тілами у будь-якій частині неба спостерігали за допомогою переносних астрономічних приладів, а крізь отвір у центрі плаского даху у Всесвіт дивилося око телескопа.
Миколаївська обсерваторія діє й донині. Це одна з найстаріших наукових установ України. І чи не єдина, що протягом майже 200 років працює у тій самій будівлі.