بيت الحكمة كان للمرصد عدة تسميات منها: المرصد الفلكي أو مرصد الشماسية أو المرصد المأموني. هو مكان للرصد الفلكي يقع في الشماسية ببغداد، ويعد هذا المرصد الفلكي الأول في الحضارة الإسلامية بني زمن المأمون سنة 214 هـ وكان تابعًا لبيت الحكمة. تمت في المرصد أولى عمليات الأرصاد الفلكية في التاريخ الإسلامي، وعند نجاحه أُسِّس مرصد مماثل في جبل قاسيون بدمشق بأمر من الخليفة المأمون، ذكر ابن النديم أن آلات الرصد كانت تصنع في مدينة حران ثم انتشرت صناعتها في البلاد الإسلامية. من العلماء الذين رصدوا في مرصد الشماسية الفلكي يحيى بن أبي منصور والفلكي العباس الجوهري والفلكي سند بن علي، أستخدم في المرصد آلات فلكية صنعت على غرار الآلات الفلكية اليونانية. كان يجري في المرصد تدريس الفلك، وكان الطلاب يجربون ما يدرسونه من نظريات علمية، عمل فيه فريق من الفلكيين والمنجمين والجغرافيين والرياضيين، كما كان يعمل فيه بعض الفلكيين الذين كانوا يعملون في بيت الحكمة أو كانوا مسؤلين عن أقسام فيه، منهم أيو سهل الفضل بن نوبخت، ومحمد بن موسى الخوارزمي الذي أمره المأمون بعمل الزيجات لحركات الكواكب وقياس درجتين أرضيتين لإمكان تقدرير حجم الأرض بصورة أدق من ذي قبل، كما أمره برسم خريطة جعرافية كبيرة، وله كتب فلكية منها: صنعة الإصطرلابات، وذات الحلق، والأمطار والرياح، ومن علماء المرصد يحيى بن أبي منصور الفارسي وكان أحد أصحاب الأرصاد زمن المأمون وله من الكتب: كتاب الريح الممتحن، ومقالة في ارتفاع سدس ساعة لعرض مدينة السلام. وقد اعتمد عليه المأمون اعتمادًا كبيرًا حين قرر بناء مرصد الشماسية مع نخبة من العلماء. ممن عملوا في المرصد أبناء موسى بن شاكر، وكان أبوهم فلكيًا ورياضيًا، ومن المنحمين الذين عملوا في المرصد سند بن علي اليهودي منحم المأمون، كان يهوديًا وأسلم على يد المأمون، وكان مسؤلًا عن الأرصاد في المرصد، من كتبه: المنفصلات والمتوسطات، والحساب الهندي، والجمع والتفريق، والجبر والمقابلة، ومن علماء المرصد أحمد بن عبد الله المروزي الذي ألف كتاب الزنج المأموني، والأبعاد، وعمل الإسطربلات، والحسن بن إبراهيم الأبخ الذي ألف كتاب الاختيارات وكتاب المطر وكتاب المواليد، وجعفر بن محمد البلخي، وعمر بن الفرخان الطبري أحد رؤساء الترجمة والمحققين بعلم حركات النجوم وأحكامها. لعب المرصد دورًا مهمًا في علم الفلك، فأكثر علمائه من التأليف، وكانوا يقومون بالتجارب داخله لمعرفة مواقع الكواكب والنجوم ودراسة أبعاد الأرض، كما اخترعوا أجهزة كثيرة في ميدان الفلك.
من إنجازات المرصد إصدار جداول فلكية جديدة عرفت بالأزياج الفلكية. الأزياج هي جداول حسابية تبين مواقع النجوم والكواكب، مع حسبان حركاتها في كل زمن ووقت، وعلم الأزياج فرع من فروع علم الفلك استفاد فيه الفلكيون العرب من علم الأزياج الهندي والفارسي، وكلمة زيج هي في أصلها كلمة فارسية أخذت من زيك التي تعني خيوط النسيج الطولية. كان الزيج الدقيق يزود مستخدمية بكل ما يحتاج إليه من أدوات لتحديد منازل الشمس والقمر والكواكب المرئية، وتعيين الوقت من النهار والليل استنادًا إلى الأرصاد النجمية أو الشمسية، وكان ذا فائدة عظيمة لضبط أوقات الصلوات الخمس، وتحري الهلال لتحديد بداية الشهر القمري. برع كثير من العلماء العرب في وضع هذه الجداول الفلكية وتركوا آثارًا قيمة في هذا المجال، ومن أوائل من قام بذلك إبراهيم بن حبيب الفزاري (ت: 154 هـ)، أما الذين قاموا بعمل أزياج للخليفة المأمون فهم: سند بن علي وأحمد بن عبد الله المروزي وعلي بن عيسى الأسطرلابي. من أشهر أزياج المروزي: المؤلف على مذهب السند هند، وقد خالف في كثير منه الفلكيان الفزاري والخوارزمي، وزيج الممتحن، وهو أشهر أعماله في علم الأزياج، وقد ألفه بعد رحلته التي طلب إليه المأمون فيها قياس محيط الأرض، وضمنه حركات الكواكب، والزيج الصغير، كما أن له زيجين آخرين أقل شهرة هما الزيج الدمشقي، والزيج المأموني.