В 1808 р. в Харківському університеті був відкритий астрономічний кабінет, а в 1824 р. була створена кафедра астрономії, в 1883 р. проф. Г.В. Левицьким була заснована постійна Астрономічна обсерваторія. В 2002 р. на базі Астрономічної обсерваторії в університеті був створений Науково-дослідний інститут астрономії.

   З 1894 р. до 1915 р. кафедру і обсерваторію очолював онук засновника Пулковської обсерваторії В.Я. Струве професор Л.О. Струве - засновник харківської астрометричної школи, представниками якої були Заслужений діяч науки України М.М. Євдокімов, лауреат Державної премії СРСР В.В. Каврайський, Заслужений діяч науки і техніки РРФСР Б.І. Кудревич, Заслужений діяч науки України Б.П. Остащенко-Кудрявцев.

   Учнями Л.О. Струве були також видатні астрофізики ХХ сторіччя - академік АН СРСР В.Г. Фесенков, академік АН України М.П. Барабашов, професор Б.П. Герасимович - директор Пулковської обсерваторії, один із засновників вітчизняної теоретичної астрофізики; професор О.Л. Струве, президент Міжнародного Астрономічного Союзу, який очолював ряд обсерваторій в США. Розпочате В.Г.

   Фесенковим вивчення фізичних умов на Місяці та планетах Сонячної системи було продовжене М.П. Барабашовим, який створив всесвітньо відому харківську школу планетознавства.
   Відомості, одержані в Харкові про поверхню Місяця, поверхню і атмосферу Марса, атмосфери інших планет, відіграли особливо важливу роль на першому етапі їх дослідження за допомогою засобів ракетно-космічної техніки. Астрономи ХНУ приймали участь в підготовці і обробці результатів усіх радянських космічних експериментів з вивчення Місяця, Венери, Марса і комети Галлея.