Садиба обсерваторії з садом розташована в центрі Старого міста й оточена первісною огорожею з брамою.Будинок зведений у 1821-1827 pp. за проектом архітектора Ф. Вунша інженером Б. В. Фандер Флісом. Огорожа та брама датуються 1-ю половиною XIX ст. Первісно будівля мала ширші, ніж суто наукові, функції, оскільки обслуговувала також потреби мореплавства та слугувала житлом адміністратору. Нині обсерваторія підпорядкована Головній астрономічній обсерваторії НАН України.Вирішена у формах класицизму, будівля - Т-подібна у плані, одно- та двоповерхова, на підвалах. Композиційним центром є головний об'єм, квадратний у плані на 1-му поверсі і круглий - на 2-му, до якого прибудовані одноповерхові прямокутні в плані крила. Головний вхід орієнтований у сад і акцентований шестиколонним римсько-доричним портиком. Він веде у квадратний з круглою колонадою зал, де розміщувалась аудиторія для слухачів - астрономів, капітанів та штурманів, а на 2-му поверсі - башта телескопа-рефрактора. Розпланування крил - анфіладне.Стіни - цегляні, потиньковані. Дахи - вальмові та плоскі, на дерев'яних кроквах, укриті покрівельною сталлю, подекуди - цинковими листами.Фасади одноповерхових крил стримані за оздобленням, з горизонтальним характером членувань. Стіни, суцільно опоряджені стрічковим рустом, прорізані прямокутними вікнами з прямими сандриками.Основним приміщенням інтер'єрів є зал-аудиторія з виразною колонадою римсько-доричного ордера та стінами, почленованими ритмом півциркульних ніш.Викладена блоками вапняку цокольна частина садибної огорожі несе стовпчики, між якими протягнуто геометричного малюнка ґрати з чавунного литва. Брамна частина утворена огорожею з двома високими кам'яними пілонами, між якими містяться ворота і хвіртка.Обсерваторія в Миколаєві є найстарішою в Україні, її будівлі притаманні яскраво виявлені стильові ознаки.
