En 1666, Colbert obtient de Louis XIV la construction de l'Observatoire, bâtiment destiné à accueillir la toute nouvelle Académie des sciences. L'Observatoire de Paris réunira «tous les instruments nécessaires en géométrie, en astronomie, aux géographes, à la navigation». Le ministre souhaite encourager les sciences et les arts, mais aussi favoriser les progrès des méthodes de navigation, progrès indispensables au développement de sa marine. La construction de l'Observatoire est confiée à l'architecte Claude Perrault. Au solstice d'été de 1667, un groupe d'astronomes, réuni sur l'emplacement choisi à quelque distance au sud de la capitale, détermine rigoureusement l'orientation est-ouest du bâtiment et le situe exactement dans l'axe du méridien de Paris, lequel sera symboliquement gravé dans le sol d'une des salles. L'Observatoire est édifié entre 1668 et 1672. Les carrières minant le sous-sol imposent de profondes fondations qui s'enfoncent jusqu'à 28 m sous terre. Les caves sont aménagées en vue d'expériences physiques ou mathématiques. La qualité de la construction est exceptionnelle: le fer et le bois ont été écartés, l'édifice est tout en pierre, appareillée avec un soin minutieux. En dépit de ses 27 m de haut, il n'a qu'un seul étage que surmonte une terrasse. Les salles voûtées sont éclairées par de vastes baies en plein cintre.