現在では、各フェーズ毎に、Aプロジェクト・Bプロジェクト・Cプロジェクトに分類する。それぞれ、Aプロジェクトが萌芽的な研究開発活動を行う小規模プロジェクト、Bプロジェクトが建設段階にある研究事業、Cプロジェクトが運用段階にある研究事業として区分することになっている。
Cプロジェクト.mw-parser-output .side-box{margin:4px 0;box-sizing:border-box;border:1px solid #aaa;font-size:88%;line-height:1.25em;background-color:#f9f9f9;display:flow-root}.mw-parser-output .side-box-abovebelow,.mw-parser-output .side-box-text{padding:0.25em 0.9em}.mw-parser-output .side-box-image{padding:2px 0 2px 0.9em;text-align:center}.mw-parser-output .side-box-imageright{padding:2px 0.9em 2px 0;text-align:center}@media(min-width:500px){.mw-parser-output .side-box-flex{display:flex;align-items:center}.mw-parser-output .side-box-text{flex:1}}@media(min-width:720px){.mw-parser-output .side-box{width:238px}.mw-parser-output .side-box-right{clear:right;float:right;margin-left:1em}.mw-parser-output .side-box-left{margin-right:1em}}この項目では色を扱っています。閲覧環境によっては、色が適切に表示されていない場合があります。

Cプロジェクトは、観測装置群の運用、観測業務、観測データ解析を行う施設である。観測業務は、国内外の研究者から提出される観測計画に基づき実施されており、観測データは観測計画を立てたグループ等に公開され解析が行われるほか、一定期間経過後にインターネット上に公開されたデータアーカイブで一般に公開される。.mw-parser-output .locmap .od{position:absolute}.mw-parser-output .locmap .id{position:absolute;line-height:0}.mw-parser-output .locmap .l0{font-size:0;position:absolute}.mw-parser-output .locmap .pv{line-height:110%;position:absolute;text-align:center}.mw-parser-output .locmap .pl{line-height:110%;position:absolute;top:-0.75em;text-align:right}.mw-parser-output .locmap .pr{line-height:110%;position:absolute;top:-0.75em;text-align:left}.mw-parser-output .locmap .pv>div{display:inline;padding:1px}.mw-parser-output .locmap .pl>div{display:inline;padding:1px;float:right}.mw-parser-output .locmap .pr>div{display:inline;padding:1px;float:left}岡山三鷹乗鞍野辺山水沢入来小笠原石垣島茨城山口  光学天文台  太陽観測所  電波観測所
水沢VLBI観測所（岩手県奥州市水沢）
日本における国際緯度観測事業開始の地であり、現在はVERA計画を中心に超長基線電波干渉法(VLBI)を用いた観測を推進している。
太陽観測科学プロジェクト （東京都三鷹市）
太陽フレア望遠鏡および太陽観測衛星「ひので」を運用する。
太陽フレア望遠鏡
太陽磁場の観測を行う望遠鏡。三鷹キャンパスに設置されている。
太陽観測衛星「ひので」
「ようこう」の後継として打ち上げられた太陽観測衛星「ひので」(SOLAR-B)の開発研究ならびに運用を進める組織。宇宙航空研究開発機構 (JAXA)の宇宙科学研究本部との共同プロジェクト。「ひので」の打ち上げ成功・観測開始に伴い、SOLAR-B推進室から観測所としての性格を持つ当プロジェクトへと移行した。
野辺山宇宙電波観測所 （長野県南佐久郡南牧村）
国内最大級のミリ波望遠鏡(45m望遠鏡)を運用する観測所。
天文シミュレーションプロジェクト
天文学専用スーパーコンピュータを運用し、シミュレーション天文学を推進する組織。水沢VLBI観測所内にスーパーコンピュータ「アテルイ�U」を設置。
ハワイ観測所 （アメリカ合衆国ハワイ州ハワイ島）
世界最大級の一枚鏡による望遠鏡であるすばる望遠鏡を運用する観測所。
アルマプロジェクト（東京都三鷹市）
アタカマ砂漠に設置されたアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（アルマ望遠鏡）を国際協力で運用する際の東アジアの窓口となる組織。
チリ観測所（チリ）
アタカマ砂漠に設置されたアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（アルマ望遠鏡）およびASTE望遠鏡の現地運用を担う組織。
Bプロジェクト

Bプロジェクトは、観測装置の建設や部分的な運用を行う。観測装置が本格的稼動すると、Cプロジェクトへ移行し各観測業務並びに運用、解析業務を行うことになっている。
重力波プロジェクト
重力波望遠鏡の研究開発を進める組織。東京都三鷹市の国立天文台構内にある実験的な重力波望遠鏡TAMA300の運用並びに岐阜県飛騨市に建設中の重力波望遠鏡KAGRAの建設を担う。
TMT推進室
直径30mの可視光赤外線望遠鏡TMTに向けた研究開発を進める組織。
Aプロジェクト

Aプロジェクトは、研究開発段階にあるプロジェクトを推進する。
JASMINEプロジェクト
赤外線による位置天文衛星計画の技術開発、ならびに検討を進める組織。
小型JASMINE
2024年頃打ち上げ予定の赤外線による位置天文衛星。宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所との共同プロジェクト。
Nano-JASMINE