Inaugurado em maio de 2007, o Observatório Astronômico do Colégio Santa Dorotéia é mais um espaço de aprendizagem com foco multidisciplinar. O objetivo principal é proporcionar interatividade e imersão no pensamento científico voltado ao estímulo de futuros pesquisadores, uma vez que desperta nos estudantes e visitantes o desejo da descoberta.

Construído em uma torre de aproximadamente 18 metros, o Observatório dispõe de uma cúpula na qual estão instalados dois telescópios newtonianos, com montagem equatorial: um de 220 mm (Riedel) e outro de 200 mm (Celestron). O terraço na parte externa é utilizado para observações com binóculos e lunetas e, durante o dia, para atividades que necessitam da luz solar.

A montagem da cúpula e do telescópio principal contou com o trabalho do Professor Bernardo Riedel, reconhecido pela comunidade científica como um dos principais especialistas brasileiros na fabricação de telescópios.

Ao longo dos anos e principalmente durante as atividades do Ano Internacional da Astronomia, em 2009, o Observatório Astronômico do Santa Dorotéia consolidou-se como referência no ensino da Astronomia e da Astrofísica. Desde então, mantém-se como participante da Semana Internacional da Astronomia.

Outras escolas da rede particular e pública também realizam atividades em visitas especiais agendadas, usufruindo gratuitamente de toda a estrutura.