Zagrepčani danas mogu promatrati tajanstvena prostranstva svemira prvenstveno zalaganjem Otona Kučere, koji je 1902. godine unutar Hrvatskog naravoslovnog (prirodoslovnog) društva osnovao astronomičku sekciju. Ubrzo je imenovan odbor sa zadatkom skupljanja novca u svrhu nabave teleskopa i popratne opreme te za pripremne radove za uređenje astronomskog opservatorija u Popovom tornju na Gornjem gradu (prostorije su dobivene od Gradskog poglavarstva). Odbor su sačinjavali ugledni prirodoslovci i javni djelatnici – Dragutin Gorjanović Kramberger, Franjo Spevec, Antun Heinz i sam Kučera.
Velikim zalaganjem novac je sakupljen u kratkom vremenu te je teleskop kupljen od tvrtke Reinfelder i Hertel iz Münchena, a kupola je adaptirana pod nadzorom arhitekta Vjekoslava Heinzela i inžinjera Schoena prema nacrtima legendarnog Milana Lenucija.
Svečano otvorenje Zvjezdarnice na Popovom tornju zbilo se 5. prosinca 1903. godine. U spomen na otvaranje zagrebačke Zvjezdarnice astronom August Kopff dao je 1906. godine novootkrivenom asteroidu br. 589 ime Croatia.
Namjena Zvjezdarnice, uz znanstveni rad, bilajei promicanje astronomijeu vidu izdavanja niza znanstveno-popularnih knjižica i časopisa. Oton Kučera bio je dugogodišnji ravnatelj Zvjezdarnice (1903–1913. i 1920–1925.), nakon njega rad Zvjezdarnice gubi na zamahu da bi tijekom Drugog svjetskog rata bila zatvorena. Ponovo je pokrenuta u kolovozu 1945. pod vodstvom Gabrijela Divjanovića koji na toj funkciji ostaje sve do 1978. godine. U to vrijeme pokrenut je časopisZemlja i svemir (kasnije preimenovan uČovjek i svemir), a od 1963. godine članci se prevode na esperanto te izdaju u publikacijiHomo kaj kosmo. Veliki kulturološki doprinos Zvjezdarnice bila je nabavka planetarija (1963. godine), koji je poklonjen Tehničkom muzeju, gdje je i danas u funkciji. Godine 1966. nabavljen je i novi teleskop, a sredinom 1980-ihgodina kompleks zgrada kojemu pripada Zvjezdarnica intenzivno je preuređen. Godine 1992. postavljena je nova kupola, prostor je suvremeno opremljen, a djelatnost modernizirana.
Danas se u Zvjezdarnici okuplja mnoštvo ljubitelja astronomije i prirodoslovlja. Tradicijskim programima za građanstvo (predavanja, promatranja neba i drugo), Zvjezdarnica je potvrdila kulturološki doprinos životu grada Zagreba.