Die ehemalige Sternwarte, eines der wichtigsten technischen Denkmale der früheren Kurpfalz, ist in Baden-Württemberg einzigartig. Sie ist nunmehr eines der über 320 Objekte, die die private Denkmalstiftung dank Spenden, Erträge ihrer Treuhandstiftungen und Mittel der Glücks-Spirale, der Rentenlotterie von Lotto, allein in Baden-Württemberg fördern konnte.

Die von 1772 bis 1774 im Auftrag des astronomisch interessierten Kurfürsten Karl Theodor errichtete Sternwarte befindet sich am südwestlichen Rand der Mannheimer Altstadt in der Nähe von Jesuitenkirche und Schloss. Um 1790 fügte man einen Anbau für Messinstrumente hinzu. Ab 1820 wurde von hier aus das Land Baden vermessen. An der Sternwarte wirkte der Hofastronom Christian Mayer, der neben dem Erfinder des deutschen Blitzableiters, Johann Jakob Hemmer, zu den bedeutendsten Naturwissenschaftlern des 18. Jahrhunderts am Oberrhein zählt. 1880 wurde die Sternwarte stillgelegt, die bauzeitlichen astronomischen Instrumente gelangten zunächst nach Karlsruhe und sind heute im „Technoseum“ in Mannheim zu besichtigen.

Das achteckige, turmartige Gebäude besteht aus fünf Geschossen, ein rechteckiger Treppenturm erhebt sich an der östlichen Rückseite. In jedem Geschoss ermöglichten die exakt nach den vier Himmelsrichtungen ausgerichteten Balkone die Himmelsbeobachtung. Im Inneren waren die Wohnung des Hofastronomen, eine Bibliothek und ein Studierzimmer untergebracht. Der zweigeschossige Anbau im Westen ist ebenfalls mit Balkonen versehen.

Die dem Land gehörenden und von der Stadt in Erbpacht übernommene Alte Sternwarte soll als Atelierhaus und für Veranstaltungen genutzt werden. In den vergangenen drei Jahren unterstützte das äußerst aktive Aktionsbündnis Alte Sternwarte die Stadt bei der Beseitigung der Schäden und der Instandsetzung des Inneren. Jetzt fehlt als oberer Gebäudeabschluss der im Zweiten Weltkrieg zerstörte Aufbau mit Kuppel. Damit wird ein weiterer entscheidender Schritt zur Nutzbarmachung des Bauwerks erzielt.