La torre di osservazione, sormontata dalla cupola girevole, che sorge sul cocuzzolo più alto del terreno circostante a 1050 s.l.m, e il fabbricato per uffici ed abitazioni sono costruiti interamente in muratura di pietra grigio-rosata estratta dalle cavi locali. Nell'atrio della cupola fu posta la lapide dettata da Valgimigli:

HIC ME POSUIT
UNIVERSITAS
STUDIORUM PATAVINA
AT ENIM OCULOS
SEMPER ADSUM GALILAEI
A.D. MCMXXXIX

Lo strumento e la cupola girevole furono totalmente costruiti dalle Officine Galileo di Firenze mentre era in pieno svolgimento la seconda guerra mondiale. Cussini, capo del Servizio Tecnico delle Officine Galileo, coordinò il progetto generale del telescopio e della cupola; Giotti, dirigente del servizio ottico, si occupò delle possibili soluzioni del sistema di specchi per lo strumento. Il costo del telescopio fu allora di 1.400.000 lire.

Costruita dalle Officine Galileo, la cupola girevole che sormonta la struttura in pietra ha un diametro esterno di 15 metri, interno di 14 metri e un'apertura, tramite portelloni, fino a 3,7 metri. Essa pesa 50 tonnellate e poggia sul basamento in pietra tramite 20 carrelli a due ruote che scorrono su una cremagliera per il movimento di rotazione.
Una piattaforma poteva salire lungo l'apertura radiale della cupola per permettere all'astronomo di raggiungere il fuoco Newtoniano.