安置光學望遠鏡的建築物。傳統地被視為地基光學天文臺的標示。主要功能是保護室內望遠鏡和附屬儀器不受風塵雨雪侵襲,保持室內外晝夜溫差最小。圓頂室通常是圓柱形結構,頂部是可作方位轉動的、帶有開合天窗的半球狀圓殼。採用天穹式球殼是為瞭結構上的平衡對稱、轉動時平穩。外牆和圓頂的外層多採用銀白色,為瞭最大限度地反射太陽輻射,緩解圓頂室內的日間增溫。有的還將反射天線口徑3~5米的毫米波射電望遠鏡也安置在圓頂室內。