Das Astronomische Observatorium von Padua, das sich noch immer in der Specola befindet, ist heute eine der wichtigsten Forschungseinrichtungen des Nationalen Instituts für Astrophysik und betreibt seit über zwei Jahrhunderten Spitzenforschung auf internationalem Niveau.
Seit 1994 ist das Herzstück, der Turm, für die Stadt geöffnet und in ein astronomisches Museum umgewandelt worden. Der hohe Turm wurde während der Tyrannei von Ezzelino III da Romano errichtet, der 1242 auch eine Burg mit Türmen bauen ließ: Der größte Turm war der Ort, an dem der Tyrann seine Gefangenen festhielt und folterte. Die Carraresi, Herrscher von Padua im 14. Jahrhundert, errichteten auf den Überresten der alten Burg eine Festung zu Verteidigungszwecken und bereicherten das Gebäude mit prächtigen Fresken. Die Specola befand sich im Zentrum des kulturellen, sozialen und politischen Lebens der Stadt und erfuhr eine große Glanzzeit. Unter der späteren Herrschaft der Serenissima wurde auf dem Turm das astronomische Observatorium errichtet, und der angrenzende Teil des Schlosses wurde als Haus des Astronomen genutzt. Im Auftrag des Senats der Republik Venedig schlug der Abt und Astronomieprofessor Giuseppe Toaldo vor, den höchsten Turm des so genannten Castel Vecchio als astronomisches Observatorium für die Universität Padua zu nutzen.
So wurde der Turm 1777 zum Astronomischen Observatorium: die „specula astronomica”, wie es im Lateinischen heißt. Die neue Specola, eine der schönsten im Europa des 18. Jahrhunderts, wurde von illustren Persönlichkeiten besucht, wie dem Dichter und Dramatiker Johann Wolfgang Goethe, der 1786 in seinem Reisetagebuch das herrliche Panorama beschrieb, das er von der Spitze des Observatoriumsturms aus bewundern konnte. Im 19. Jahrhundert wurde die Specola sowohl in Bezug auf die Instrumentierung als auch auf die Struktur modernisiert, indem eine dritte Kuppel hinzugefügt und ein neuer Pavillon auf der angrenzenden Bastion gebaut wurde, um den Merz-Refraktor unterzubringen.