上海天文台以天文地球动力学、天体物理以及行星科学为主要学科方向，同时积极发展现代天文观测技术和时频技术，努力为天文观测研究和国家战略需求提供科学和技术支持。在基础研究方面，拥有若干具有国际一流竞争力的研究团队；在应用研究方面，上海天文台在国家导航定位、深空探测等国家重大工程中发挥重要作用。上海天文台设有天文地球动力学研究中心、天体物理研究室、射电天文科学与技术研究室、光学天文技术研究室、时间频率技术研究室5个研究部门。拥有甚长基线干涉测量（VLBI）观测台站（已建25米口径射电望远镜，65米口径射电望远镜）、国际VLBI网数据处理中心、1.56米口径光学望远镜、60厘米口径卫星激光测距望远镜、全球定位系统等多项现代空间天文观测技术和国际一流的观测基地和资料分析研究中心，是世界上同时拥有这些技术的7个台站之一。上海天文台是中国VLBI网和中国激光测距网的负责单位。