Quan Tượng Đài ở Huế là đài thiên văn cổ duy nhất còn lại của Việt Nam. Quan Tượng Đài đã được xây dựng vào tháng 3-1827 dưới thời vua Minh Mạng tại góc Tây Nam của Kinh thành.

Vì yêu cầu của công trình kiến trúc là phải ở vào một độ cao nào đó, cho nên, nó đã được xây dựng trên thượng thành, thuộc phạm vi pháo đài Nam Minh. Góc tây nam của Kinh thành hơi thiên về hướng nam, cho nên Quan Tượng Đài còn được gọi bằng một tên khác dễ nhớ hơn: Nam Đài. Mãi đến ngày nay, địa danh Nam Đài vẫn còn được dân chúng địa phương sử dụng để chỉ một khu vực thuộc phường Thuận Hòa ở trong Thành Nội.

Các sử sách triều Nguyễn đều cho biết rằng, ngày xưa, trên đài cao ấy còn “xây đình Bát Phong, ngoài đình dựng cán cờ, treo cờ để xem chiều gió”. Cờ được treo ở đây là cờ đỏ. Năm 1844, vua Thiệu Trị cho cải tiến lá cờ trên Quan Tượng Đài như sau: cho làm lại lá cờ theo dạng hình vuông, mỗi bể 2 thước (1,24m), và nếu “sắc đỏ nhạt dễ phai, thì chi trừu lông hoa đỏ may cạp thêm vào 3 biên”.

Quan Tượng Đài và các hoạt động ở đây đều được đặt dưới sự quản lý trực tiếp của Khâm Thiên Giám. Khâm Thiên Giám là một cơ quan văn hóa được thành lập từ đầu thời Gia Long (1802-1819), được tổ chức một cách qui củ dưới thời Minh Mạng (1820-1840) và hoạt động liên tục đến cuối triều Nguyễn. Chức năng của cơ quan này là xem thiên văn, dự báo khí hậu, thời tiết để bảo dân thì giờ làm ăn: làm lịch hàng năm; coi đất, chọn ngày, báo giờ hàng ngày, v.v… Riêng về việc coi đất và coi ngày cho triều đình, Nội Các cho biết: “Khi làm các công trình lớn như xây dựng các đàn miếu, sơn lăng, cung điện, thành quách, đều do Khâm Thiên Giảm sai người đến xem chỗ đất ấy âm dương phía trước phía sau, chọn ngày tốt, tâu lên rồi thi hành”.

Cơ quan của Khâm Thiên Giảm đã được xây dựng năm 1826 ở phường Nam An (nay cũng thuộc địa bản phường Thuận Hòa), gần Quan Tượng Đài. Nhưng, đến tháng 11-1919 dưới thời Khải Định, tất cả nhân sự của cơ quan ấy đều dời đến làm việc ở tòa nhà thờ tạm các vị Tiên Y (Tiên Y Từ) nằm gần bên phải Bộ Học. Bấy giờ, nó được gọi là Nha Khâm Thiên Giám; tọa lạc tại địa chỉ 82 đường Hàn Thuyên hiện nay trong Thành Nội. Di tích còn lại tại chỗ là cái cổng cũ, trên đó có đề 5 chữ Hán “Khâm Thiên Giám Nha Môn”.

Riêng Quan Tượng Đài thì từ xưa đến nay, nó vẫn nằm yên tại chỗ. Mãi đến những năm giữa thập niên 1960, cái đài và ngôi đình Bát Phong trên dài vẫn còn hầu như nguyên vẹn. Bấy giờ, ở mặt trước của đài có gắn tấm biển đúc bằng vôi vữa, để 3 chữ đại tự “Quan Tượng Đài”. Ngày nay, cái đài vẫn còn, nhưng ngôi đình đã trở thành phế tích. Dù vậy, chúng ta cũng có thể căn cứ vào một số ảnh tư liệu và hiện trạng của di tích để tái hiện được phần lớn diện mạo của Quan Tượng Đài nói chung.

Công trình kiến trúc này gồm hai phần chính: nền đài ở dưới và đình Bát Phong ở trên nền đài.

Đài cao 5,90m. Ở mặt tiền, chân đài rộng 18,65m, trên đỉnh rộng 16,80m. Khuynh độ của các mặt đài khá lớn, khoảng 1,5/10. Bề kia của mặt bằng trên đài đo được 14,85m. Đài được xây ốp chung quanh bằng gạch vỏ, bên ngoài trất một lớp vữa bằng với mật. Ven theo các cạnh của mặt bằng trên đài, ngày xưa có xây một hệ thống lan can, bổ trụ ở 4 góc. Từ phía cầu Bạch Hổ nhìn vào, người ta thấy nền đài này giống như một hình tháp cụt. Nhưng nếu nhìn từ phía Thành Nội, chúng ta sẽ thấy có một con đường dốc dài và rộng dùng để đi từ mặt đất thường lên trên đài. Đây là một hệ thống bậc thềm xây đặc, hai mặt bên ốp gạch vỏ và dọc phía trên của hai bên cũng có xây lan can. Con đường dốc ấy rộng đến 8,20m, ở giữa là hệ thống bậc thêm xảy bằng đá gan gà và hai bên là hai lễ đường lát bằng gach.

Đình Bát Phong: Đây là một công trình kiến trúc xinh xắn, sườn gỗ, lợp ngói ống tráng men xanh, chung quanh để trống. Mặt bằng của nó hình bát giác. Mái được chia làm hai tầng theo dạng cổ lầu: tầng trên có 4 mái, tầng dưới chia ra thành 8 mái. Ở phần cuối của các bờ quyết đều trang trí hình con giao, còn trên đỉnh thì đắp hình thiên hỗ. Hệ thống cột được cắm trên những chân tảng bằng đá Thanh. Một số chân đá tảng hiện còn tại chỗ cho thấy mặt bằng của chúng hình vuông và lỗ cắm cột hình tròn, nhưng có hai cỡ: cỡ lớn cạnh 47,50cm, đường kính lỗ 23cm, và cỡ nhỏ cạnh 35cm, đường kính lỗ 20cm. Nhìn chung, đình Bát Phong trông giống như những nhà Bát giác dùng để ngồi hóng mát thường thấy ở một số nơi tại Huế hiện nay (được dân chúng gọi một cách nôm na là nhà kẻn).

Một trong những chức năng của Quan Tượng Đài là nơi các nhà chiêm tinh thuộc Khâm Thiên Giám triều Nguyễn lên đứng dùng kính thiên văn quan sát mặt trời, mặt trăng và các tinh tú để xác định tọa độ địa lý của từng tỉnh thành trong cả nước. Sử chép rằng có một lần vào năm 1837, vì thấy trước đó các quan hữu trách tính toán thiếu chính xác về tọa độ của Kinh đô, cho nên chính vua Minh Mạng đã dùng phương pháp mới của Tây phương để tính và nhà vua đã xác định được tọa độ địa lý của điểm giữa Kinh thành Huế là 16°22’30” vĩ Bắc và 105° kinh Đông.

Dưới thời nhà Lê, ở Kinh đô Thăng Long cũng đã có Khâm Thiên Giảm và đài thiên văn, nhưng vật đổi sao dời đã xóa nhòa tất cả dấu tích, duy chỉ còn cái tên “Phố Khâm Thiên” hiện nay ở Hà Nội như một kỷ niệm lịch sử.

Ở Cố đô Huế, dù Quan Tượng Đài không còn nguyên vẹn như xưa, nhưng nếu di tích văn hóa này được quan tâm đúng mức thì có thể trùng tu một cách dễ dàng, đơn giản, ít tốn kém. Sau khi phục hồi, có thể dùng đây làm một điểm tham quan du lịch rất thú vị. Đứng ở độ cao này của nền đài dưới bóng mát của mãi đình Bất Phong, du khách có thể nghỉ chân hóng mát và ngắm cảnh sông Hương núi Ngự cũng như một số phường xóm làng mạc ở chung quanh.

Tháng 10/ 2012, dự án “Tu bổ, phục hồi di tích Quan Tượng Đài” trong hệ thống dự án “Bảo tồn, tu bổ và tôn tạo hệ thống Kinh thành Huế” đã được khởi công. Trong đó, phần nền đài được tu bổ, nâng cấp; đình Bát Phong được phục dựng mới hoàn toàn theo kiến trúc cũ. Công trình đã được hoàn thành vào đầu tháng 9/2013.