هلاکوخان نوه چنگیز خان مغول که توصیف خواجه نصیرالدین طوسی را شنیده بود به برادر خود دستور داد تا اورا به مغولستان بفرستد تا در آنجا رصدخانه ای بنا کند ، اما خواجه صلاح دید که بنا در مراغه ساخته شود بنای رصدخانه در سال 648 هجری روی یکی از تپه های شمال شهر مراغه که افق بازی داشت شروع و معروف ترین منجمین که در ساخت و تشکیل این سازه شرکت کرده اند عبارتند از علامه قطب الدین شیرازی - فخرالدین مراغی - محی الدین مغری – فخرالدین اخلاط و چند نفر دیگر حتی چند دانشمندان چینی .نمای رصدخانه بعد از 15 سال به اتمام رسید و به دستور هلاکو کتب و اسباب و آلات نجومی بسیار که از فتح بغداد بدست آمده بود در آنجا متمرکز گردید، که البته بعد از سال 703 هجری بر اثر زلزله های سخت و عدم علاقه اولیای امور این سازمان عظیم که بیشتر شاخه های علمی در آن تدریس میشد، رو به ویرانی گذاشت .
با ملاحظه آثار باقی مانده مشخص میشود که بنای استوانه ای به قطر 20 متر از سنگ،آجر و کاشی با پیاده روهای سنگی از 4 طرف در وسط قرار داشته .بر اساس کتیبه سنگی موجود در بقعه امام زاده اسماعیل که به مقبره کمال الدین شهرت دارد، در نزدیکی رصد خانه کتابخانه بزرگی شامل 400 هزار جلد کتاب و سرای عالی برای خواجه و دیگر منجمین و نیز مدرسه علمیه،مسجد و چاه آب از محل اوقاف سراسر کشور تاسیس شده بود .در حال حاضر گنبدی سفید رنگ برای محافظت از بقایای این رصدخانه روی آن ساخته شده که شباهتی با ساختار اصلی آن ندارد.یونسکو سال ۲۰۰۹ را سال رصدخانه مراغه نامگذاری کرد.یکی دیگر از شاخصه های اصلی آثار شهرستان مراغه مجموعه معماری صخره ای دامنه غربی تپه رصد خانه است که با وجود ثبت در فهرست آثار ملی تا به امروز پژوهش جامع و کاملی درباره ماهیت کاربری آن صورت نگرفته است . این مجموعه ارزشمند شامل تعدادی فضای دست کند بوده که با پوشش جناغی و طاقی شکل دربستر سنگ های آهکی ایجاد شده است . با استناد به داده های باستان شناختی و مقایسه نسبی با سایر معماری های صخره ای و پیشینه این معماری در مراغه این مجموعه در دوره اسلامی ایجاد شده است و کاربری آیینی برای مسیحیان و بودایی ها داشته و در دوره اصلاحات مذهبی غازانخان تغییراتی در آن ایجاد شده و تا دوره قاجاریه به عنوان صومعه مسیحیان آشوری مورد استفاده بوده است .