신라 시대에 천문을 관측하던 석조 건물. 국보 제31호. 경상 북도 경주시 인왕동(仁旺洞)에 있다.

높이 9.18m, 밑지름 4.93m, 윗지름 2.85m. 옛날에는 경주부(慶州府) 월남리(月南里)라고 불리던 내물왕릉(奈勿王陵)으로부터 동북방 300m 되는 곳에 있다.

첨성대의 구조는 크게 세 부분으로 나뉜다.

아래쪽의 기단부(基壇部), 그 위로 술병 모양의 원통부(圓筒部), 맨 위의 정자석 정상부(井字石頂上部)가 그것이다.

기단부 아래의 땅 속에는 잡석과 목침 크기의 받침돌로 다져 있다. 이 주춧돌 위에 2단으로 된 기단석이 얹혀 있고, 기단부는 위아래 모두 정방형으로 아래쪽은 한 변의 길이가 5.36m, 위쪽은 5.18m이다. 위아래는 각각 높이가 39.5㎝로서 두 단을 합치면 기단의 전체 높이는 79㎝가 된다. 이 기단부의 남면(南面)은 정남을 기준으로 할 때 동쪽으로 19° 돌아서 있다.

기단 위의 원통부는 높이 약 30㎝인 부채꼴의 돌 362개로 27단을 쌓아올렸다. 내부는 제12단까지 흙이 차 있고, 제19단에서 제20단까지와 제25단에서 제26단까지의 두 곳에 정(井)자형의 크고 긴 돌이 걸쳐 있는데 그 양끝은 밖으로 돌출되어 있다. 제27단 내부의 반원(半圓)에는 편평한 판석(板石)이 있고, 맞은편에 판목(板木)을 놓았던 곳으로 보이는 자리가 있다. 판석은 길이 156㎝, 나비 60㎝, 두께 24㎝나 된다.

정자석 정상부는 2단으로 되어 있는데, 그 위에 관측 기구를 놓았던 것으로 보인다. 이 정자석의 길이는 306㎝, 높이와 나비는 각각 32㎝이고 정자석의 내부는 한 변이 220 ㎝인 정방형이다.

첨성대에 대한 가장 오래된 기록은 《삼국유사(三國遺事)》 권2의 별기(別記)에 나타나 있다. "이 왕대(王代)에 돌을 다듬어서 첨성대를 쌓았다."고 되어 있어 신라 선덕여왕(재위 632~647) 때 축조되었음을 알 수 있다.

또한, 《세종실록지리지》 권150 경주부(慶州府)의 기록에 따르면 " 첨성대는 경주부의 남쪽 월남리에 있다. 633년에 선덕 여주가 쌓은 것이다. 돌을 쌓아서 만들었는데, 위는 네모나고 아래는 둥글다. 높이는 19척 5촌이요, 위 둘레는 21척 6촌, 아래 둘레는 85척 7촌으로 속이 비어 있어서 사람이 그 가운데로 해서 올라가게 되어 있다."라고 그 크기와 구조를 비교적 자세하게 설명하고 있다.

《신증동국여지승람》 경주부조에 대한 기록에도 " 첨성대가 부의 동남 3리 되는 곳에 있다. 선덕 여주 때에 돌을 다듬어 대를 쌓은 것인데 위는 네모나고 아래는 둥글다. 높이는 19척으로 그 안이 통해 있어서 사람이 오르내리며 천문 관측을 한다."고 하였다.

고대의 천문 관측은 역법을 만들기 위해 태양·달·행성의 운행을 관측하거나, 점성이란 말대로 별자리를 지방과 국가로 나누고 거기서 일어나는 천문 현상을 관찰하여 나라의 길흉을 점치기도 하였다.

이러한 점성은 조선조 말까지 지속되었는데 고대 로 거슬러 올라갈수록 그 비중은 더욱 컸다.

동양에서 현존하는 가장 오래된 천문대이다.