Als Beobachtungsstation werden Einrichtungen zur Beobachtung von Naturgegebenheiten bezeichnet.
In der Himmelskunde versteht man darunter vor allem gut eingerichtete Standorte für Beobachtungen von einzelnen Amateurastronomen (gegen Voranmeldung) oder von Astrovereinen. Im Gegensatz zu Volkssternwarten werden sie meist von Einzelpersonen oder kleinen Gruppen betrieben, kooperieren aber oft auch mit Hotels oder anderen Tourismusbetrieben.
In der Ornithologie wurden im 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts Beobachtungsstationen für Vögel (vor allem Zugvögel) etabliert. Diese wurden später Vogelwarte genannt, so dass der Begriff heute nicht mehr verwendet wird.
In den Erdwissenschaften sind kleine meteorologische Stationen (Wetterwarten) anzuführen bzw. geografische und geophysikalische Beobachtungsstationen in der Arktis oder der Antarktis.