1938年，原中央研究院天文研究所從南京遷到云南省昆明市東郊鳳凰山（現(xiàn)云南天文臺臺址）。抗戰(zhàn)勝利后，中央研究院天文研究所遷回南京，在鳳凰山留下一個工作站，該站隸屬關(guān)系幾經(jīng)變更，1972年經(jīng)國家計委批準(zhǔn)，正式成立中國科學(xué)院云南天文臺。2001年，經(jīng)中央機(jī)構(gòu)編制委員會批準(zhǔn)，將北京天文臺、云南天文臺等單位整合為國家天文臺。云南天文臺保留原級別，并具有法人資格。

截止2023年10月，云南天文臺擁有各類人員300余人，其中中科院院士1人，正高47人，副高59人。

云南天文臺的定位及中長期發(fā)展規(guī)劃為：依托我國西南地區(qū)得天獨(dú)厚的天文觀測優(yōu)勢，以南方基地（麗江天文觀測站）和撫仙湖太陽觀測和研究基地（撫仙湖太陽觀測站）的觀測設(shè)備為核心，大力推進(jìn)地面大型天文觀測設(shè)備的立項(xiàng)及建設(shè)，依托兩站積極開展國際前沿問題的觀測研究；將云南天文臺打造成在國際上有重要影響力的、國內(nèi)不可或缺的中國南方天文觀測和研究集群。

云南天文臺是國家首批博士學(xué)位、碩士學(xué)位授予點(diǎn)，設(shè)博士后流動站?，F(xiàn)有一臺兩站（臺本部、撫仙湖太陽觀測站和麗江天文觀測站）。設(shè)12個研究團(tuán)組：大樣本恒星演化研究團(tuán)組、恒星物理研究團(tuán)組、天體測量技術(shù)及應(yīng)用研究組（高能）、雙星與變星研究團(tuán)組、系外行星/太陽系小行星研究團(tuán)組、射電天文與VLBI研究團(tuán)組、太陽爆發(fā)現(xiàn)象和CME研究團(tuán)組、光纖陣列太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡研究團(tuán)組、天文技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、應(yīng)用天文研究團(tuán)組、選址組、星系類星體研究團(tuán)組。

云南天文臺現(xiàn)有天文觀測設(shè)備20余臺，主要有：2006年從英國引進(jìn)的2.4米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡一臺（麗江天文觀測站）；用于承擔(dān)探月工程地面數(shù)據(jù)接收任務(wù)的國產(chǎn)40米射電望遠(yuǎn)鏡一臺（臺本部）；2015年建成的一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（撫仙湖太陽觀測站，獲云南省科技進(jìn)步特等獎）；以及上世紀(jì)80年代由德國引進(jìn)的1米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡一臺，1.2米國產(chǎn)地平式光學(xué)望遠(yuǎn)鏡一臺等，這些觀測設(shè)備的高效運(yùn)行，為天文研究提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，尤其是2.4米望遠(yuǎn)鏡和1米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡，產(chǎn)出了一大批有影響力的成果，在國家財政部組織的運(yùn)行評估中雙雙名列前茅。此外，云臺正努力建設(shè)景東120米脈沖星射電望遠(yuǎn)鏡和2米環(huán)形太陽望遠(yuǎn)鏡，與云南大學(xué)合作建設(shè)的麗江1.6米多通道測光巡天望遠(yuǎn)鏡、與南京大學(xué)合作建設(shè)稻城2.5米大視場高分辨率太陽望遠(yuǎn)鏡也在全力進(jìn)行中。

近年，云南天文臺科研成果獲省部級及以上科技成果獎26項(xiàng)，其中國家自然科學(xué)獎二等獎1項(xiàng)、云南省特殊貢獻(xiàn)獎（云南省最高科技獎勵）1項(xiàng)、月球探測工程特殊貢獻(xiàn)獎1項(xiàng)、云南省科技進(jìn)步特等獎1項(xiàng)，云南省自然科學(xué)特等獎1項(xiàng)。2007年，黃潤乾院士獲云南省科學(xué)技術(shù)獎突出貢獻(xiàn)獎（云南省最高科學(xué)獎勵）。2014年2月，由韓占文、陳雪飛、孟祥存、王博等完成的成果“大樣本恒星演化與特殊恒星的形成”榮獲2013年國家自然科學(xué)二等獎。2015年，劉忠等人完成的“一米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡研制及其在太陽觀測中的應(yīng)用”獲云南省科技進(jìn)步特等獎。2016年，韓占文榮獲2016年度何梁何利獎科技進(jìn)步獎天文學(xué)獎。2018年，云南天文臺在國內(nèi)首次成功實(shí)現(xiàn)月球激光測距，使我國成為繼美國、法國、意大利之后，第四個實(shí)現(xiàn)月球激光測距的國家。2019年，林雋等完成的“太陽爆發(fā)過程中的電磁相互作用”獲云南省自然科學(xué)特等獎。2013年至2022年，云南天文臺在SCI、EI刊物發(fā)表研究論文1927篇。

另外，云南天文臺與英國劍橋大學(xué)和牛津大學(xué)、澳大利亞國立大學(xué)、美國哈佛-史密松天體物理中心、德國馬普學(xué)會、日本國立天文臺、南京大學(xué)、北京師范大學(xué)等許多國內(nèi)外著名天文研究機(jī)構(gòu)，在天文學(xué)觀測與研究、望遠(yuǎn)鏡及其終端設(shè)備研制、天文新技術(shù)研究等方面，建立了廣泛的合作關(guān)系。

云南天文臺主辦國際天文學(xué)期刊《Astronomical Techniques and Instruments》(ATI)。