Dalam kondisi langit malam yang sangat cerah tiada berawan, tetap saja benda langit yang dapat dilihat dengan mata biasa jumlahnya terbatas. Beruntung tahun 1609 ada Galileo Galilei dari Italia yang mempelopori pengamatan benda langit dengan teleskop (teropong bintang). Sejak itu pengetahuan tentang Jagad Raya makin bertambah.Diawali pengetahuan tentang Bumi dan

planet lain beserta satelitnya, komet, asteroid, juga Matahari, maka dengan demikian semakin lengkaplah pengetahuan kita tentang satu keluarga yang disebut Tata Surya. Kemudian ternyata diketahui ada pula keluarga besar perbintangan padamana Matahari termasuk didalamnya yang melahirkan pengetahuan tentang galaksi tempat tinggal kita, Galaksi Bima Sakti. Akhirnya merambah hingga pemahaman tentang luasnya Jagad Raya. Hal yang penting di sini adalah, bagaimana perkembangan nalar manusia setelah mendapati beragam benda langit secara langsung yang sebelumnya tidak kasat mata, serta menyadari posisi dirinya yang begitu kecil dibanding luasnya Alam Semesta.

Dalam kasus di atas, Planetarium dan Observatorium Jakarta selain memiliki planetarium, juga memiliki tempat untuk mengamati benda langit secara langsung yang disebut observatorium. Ada 3 bangunan observatorium yang digunakan untuk peneropongan atau observasi visual/fotografi Matahari, Bulan, planet, komet, gugus bintang, hingga galaksi. Observatorium digunakan untuk pengamatan benda langit secara langsung melalui teleskop yang diletakkan di dalamnya. Bila kita lihat bangunan observatorium yang ada, dapat disimak bahwa bentuk atap observatoriumnya terasa unik berupa kubah setengah bola dengan semacam celah atau jendela yang dapat dibuka-tutup. Hal ini lebih karena alasan teknis.

Tujuan utama adanya kegiatan peneropongan ini lebih kepada meningkatkan apresiasi masyarakat luas pada kerja astronomi observasi. Juga semakin banyak masyarakat yang dapat mengamati benda langit dengan alat memadai dengan metode yang benar berlandas pembekalan pengetahuan dasar astronomi dan tentang benda langit terkait.

Hasil observasi atau pengamatan melalui teleskop ini dapat memberikan informasi tentang benda atau fenomena langit yang masih dapat diamati khususnya dari kota Jakarta. Foto-foto yang dihasilkan selain dijadikan sebagai bahan dokumentasi juga digunakan untuk penelitian skala terbatas. Dalam hal ini, Planetarium dan Observatorium Jakarta senantiasa bekerjasama dengan lembaga Astronomi atau yang terkait.

Selain itu, sebagai pendukung observasi, Planetarium dan Observatorium Jakarta juga memiliki beberapa buah teleskop portable yang dapat dibawa ke mana kita akan melakukan observasi. Hal ini terkait kondisi udara Jakarta yang kurang mendukung observasi terhadap benda langit yang redup, juga karena fenomena astronomi dapat terjadi di mana saja, atau apabila melaksanakan kegiatan terkait observasi semisal penyuluhan ke sekolah atau instansi lainnya.

Adapun kegiatan peneropongan untuk umum di Planetarium dan Observatorium Jakarta dilaksanakan pada bulan-bulan tertentu (musim kemarau) pada malam hari dan tidak dikenakan biaya. Tentu saja dengan kondisi langit cerah. Apabila mendung atau hujan, maka kegiatan observasi ditiadakan. Namun, tidak menutup kemungkinan kegiatan ini dilakukan di luar jadwal yang sudah ada, karena adanya peristiwa astronomis yang menarik ataupun pada siang hari untuk mengamati Matahari. Selain itu, untuk lebih memasyarakatkan Astronomi sebagai Ilmu Pengetahuan dan hobi yang bermanfaat, pada waktu-waktu tertentu Planetarium dan Observatorium Jakarta bekerjasama dengan Himpunan Astronomi Amatir Jakarta (HAAJ) mengadakan peneropongan umum di lapangan terbuka ataupun di luar area Planetarium dan Observatorium Jakarta.