Создана в 1855 при Киев, ун-те как метеорологич. обсерватория. В 1925 была реорганизована в магнитометеорологич., в 1944 — в геофиз. обсерваторию.
Проводила наблюдения и исследования в области метеорологии, аэрологии, актинометрии и атм. электричества, синоптической метеорологии, агрометеорологии. Руководителями обсерватории были известные учёные М. П. Авенариус, А. В. Клоссов-ский, П. И. Броунов, И. И. Косоногое и Б. И. Срезневский. В 1953 на базе Г. о. и Гидрологической обсерватории создан Гидрометеорологический институт. Находилась Г. о. на нынеш. ул. Толстого № 14 в спец. помещении, построенном в 1854 (арх. А. В. Беретти).