L'Osservatorio di Roma conserva il patrimonio ereditato dalle due più importanti Specole operanti in città sin dalla seconda metà del XVIII secolo: l'Osservatorio del Collegio Romano, retto dai padri Gesuiti e l'Osservatorio del Campidoglio, concesso all'Università di Roma nel 1827. L'avvento dello Stato unitario imponeva la soppressione dell'Osservatorio del Collegio Romano, ma la fama raggiunta dal suo direttore, Angelo Secchi, fece sì che Roma continuasse ad avere due Osservatori, anche se quello del Collegio Romano venne poi incorporato nell'Ufficio Centrale di Meteorologia. La fusione definitiva si ebbe nel 1923, con il trasferimento di tutta la strumentazione nella sede capitolina, che prese il nome di Regio Osservatorio Astronomico di Roma. Nel 1935, l'Osservatorio trasferì la propria sede a Monte Mario; nel 1965 divenne operativa la sede di Monte Porzio Catone.
Presso l'Osservatorio Astronomico di Roma si trovano due archivi: l'archivio proprio dell'istituzione e quello del Museo Copernicano ed Astronomico, istituzione con origini e finalità differenti da quelle dell'Osservatorio Astronomico. Un attento lavoro di selezione sarà indispensabile per distinguere, in fase di riordino degli archivi, i due enti produttori.
L'archivio vero e proprio dell'Osservatorio contiene il materiale relativo alle attività dell'Osservatorio del Collegio Romano, dell'Osservatorio del Campidoglio, dell'Osservatorio di Monte Mario e di quello di Monte Porzio Catone.
Diversa è la situazione dell'archivio (ma sarebbe meglio chiamarla raccolta) del Museo astronomico e copernicano, che si è formato a partire dal 1875, quando Arturo Wolynski, nobile polacco, decise di rendere pubbliche le sue collezioni strumentali e bibliografiche copernicane che pervennero, dopo varie vicende, all'Osservatorio di Roma. Wolynski, allo scopo di dar corpo ad un vero e proprio museo astronomico, richiese altro materiale ai direttori degli Osservatori italiani ed a privati cittadini.
Da più parti arrivarono, strumenti, libri, opuscoli, fotografie, ritratti, dipinti e anche materiali manoscritti, sia estratti dai fondi archivistici originali degli Osservatori, sia in possesso di astronomi o di loro eredi. Buona parte di questo materiale andò a costituire una tipica collezione di autografi.
La raccolta è costituita in totale da circa quaranta cartelle; la documentazione comprende essenzialmente lettere di scienziati italiani ed esteri, manoscritti scientifici, fogli di osservazioni e di calcoli, registri ed anche opuscoli a stampa.
A parte va considerato l'Archivio proprio del Museo Copernicano ed Astronomico, ovvero il materiale relativo alla formazione e gestione iniziale del medesimo: lettere di Wolinsky, richieste di donazioni, proposte di acquisto, inventari dei beni pervenuti.