Nel 1574 il Sultano ottomano Murad III, su sua sollecitazione, accondiscese all'edificazione di un osservatorio astronomico a Istanbul, nominando Taqī al-Dīn "Astronomo capo" ("müneccimbaşılığına"). Tale osservatorio, il più grande dell'epoca, fu inaugurato nel 1577 e distrutto solo tre anni dopo, ma fu il luogo in cui Taqī al-Dīn condusse svariate ricerche in ambito scientifico e dove condusse delle osservazioni sul fenomeno dell'eclissi. Esaminò anche la Grande Cometa del 1577, che vaticinò erroneamente come il segno dell'imminente vittoria militare ottomana ai danni dei nemici Safavidi (Battaglia di Cialdiran). Sempre durante la seconda metà del Cinquecento, costruì strumenti quali un'imponente sfera armillare e orologi meccanici: suo è il più antico trattato di orologeria turca al mondo.