Osmanlı döneminde ikinci rasathane astronomi rasathanesi olarak değil, meteoroloji merkezi olarak kuruldu. Bu merkezin kurulmasından önce, Tanzimat'tan (1839) başlayarak çeşitli tarihlerde, İstanbul, İzmir, Trabzon, Tekirdağ, Merzifon gibi şehirlerde gerek özel mahiyette gerek hükümet emrinde olmak üzere yabancılar tarafından birçok hava gözlemi yapıldı. Bilinen ilk sıcaklık ölçümleri ise Galata'da St. Benoit Manastırı'nda Rahip Dalmas tarafından 1839-1847 tarihleri arasında yapılan meteorolojik gözlem oldu. 1868'de Fransız hükümetinin tavsiyesi üzerine, hava tahminlerinin telgrafla belirli merkezlere iletilmesi için Rasathane-i Amire kuruldu. Avrupa'nın önde gelen fabrikalarından aletler satın alındı ve gözlemevi ilk başta Pera'da, 74 metre yüksekliği olan bir tepenin üzerinde faaliyete geçti.