南京大學天文台，又稱鼓樓天文台、仙林天文台，擁有微機教學實驗室（兩個）和多媒體教學實驗室（兩個）用作學生實踐教育。天文台配有一架直徑為65厘米的反射望遠鏡，該望遠鏡由計算機自動控制，是目前東南亞地區最大的教學望遠鏡之一。另有一架30/40厘米施密特望遠鏡，供學生掌握實習技能用。兩架望遠鏡曾在《基礎天文學》和《實測天體物理》兩課的教學實習中發揮了主力作用。實驗室還建設了一架2米射電望遠鏡。此外，基地還購置了一批15到20公分的攜帶型GPS望遠鏡，供本科生隨時使用。
南京大學建有多個天文台，包括位於鼓樓校區的南京大學鼓樓天文台，浦口校區的南京大學浦口天文台（又稱南京大學浦口第一天文台，已拆除）、南京大學力聯天文台（又稱南京大學浦口第二天文台，2003年投入使用，已拆除），位於仙林校區的南京大學左滌江天文台（又稱南京大學仙林天文台，2009年投入使用）。
另外南京大學天文與空間科學學院在雲南撫仙湖建設有光學和近紅外太陽爆發探測望遠鏡（ONSET），在南京東郊紫金山南麓建有南京大學太陽塔(The Solar Tower of Nanjing University)。
