Обсервато́рия Улугбе́ка, одна из крупнейших средневековых астрономических обсерваторий, построенная Улугбеком вблизи Самарканда между 1417 и 1430 гг. Её остатки найдены В. Л. Вяткиным в 1908 г. Раскопки обсерватории проводились Вяткиным (1908, 1914), И. А. Сухаревым (1941), В. А. Шишкиным (1948), Я. Г. Гулямовым, Ю. Ф. Буряковым (1966–1967, с целью реставрации и консервации объекта).
Предположительно обсерватория представляла собой трёхэтажное здание цилиндрической формы высотой более 30 м. Обнаружены руины нижней части стены круглого здания диаметром около 46,4 м, которое вмещало грандиозный мраморный секстант (или квадрант) радиусом 40,2 м, установленный в плоскости небесного меридиана. Сохранилась лишь нижняя часть дуги инструмента длиной в 32°, разделённая на градусы. Инструмент состоял из двух параллельных каменных дуг, облицованных мраморными плитами. На каждом градусе круга вырезаны деления и цифры. Каждому градусу соответствует интервал в 70 см. Секстант использовался для определения астрономических постоянных и координат Солнца, Луны и планет в моменты прохождения их через меридиан. Другие инструменты обсерватории Улугбека не сохранились.
Важнейший труд, выполненный на обсерватории, – т. н. «Новые астрономические таблицы» («Зидж-и джедид-и Гурагони», на персидском языке, закончен в 1437 г.) – содержит изложение теоретических основ астрономии и каталог положений 1018 звёзд (впервые напечатан в Оксфорде в 1665 г. с переводом на латинский язык), определённых впервые после Гиппарха и с точностью, остававшейся непревзойдённой до наблюдений Т. Браге.
После смерти Улугбека обсерватория продолжала работать ещё около 20 лет; в начале 16 в. была разобрана. В 1964 г. рядом с остатками обсерватории был создан Мемориальный музей Улугбека.