Mauna Loa-Observatoriet foretar målinger på fem steder på Big Island. Det primære målestedet ligger på en fjelltopp i 3397 moh på Mauna Loas nordlige del (, rundt om 5 km nord for toppen Mokuaweoweo. På Mauna Loa Solar Observatory er lokalisert på samme sted. Administrasjonen og noen databehandling foregår i et avdelingskontor i Hilo, Hawaii. På Kulani Mauka foregår nedbørsmålinger, og på Cape Kumukahi på det østligste punktet på Hawaii skjer prøvetakning av regnvann. Det foretas ukentlig slipp av prøveballonger fra Hilo flyplass for å måle ozon. Disse målingene foretas fra jordoverflaten til vanligvis over 30 km opp i atmosfæren. Observatorieområdet har også et midlertidig oppsett for målinger av kosmisk bakgrunnsstråling, kalt AMiBA.