L’ensemble architectural du Mont-Gros commandé par le mécène Raphaël Bischoffsheim à l’architecte Charles Garnier est remarquable tant par la disposition des bâtiments que par la qualité de ceux-ci. Il est complété au XXe siècle – dans le strict respect des partis pris de Garnier – par trois abris d’instruments, un restaurant panoramique et un bâtiment administratif. Outre les édifices Garnier du XIXe siècle et les abris scientifiques de Barbet et Aubert du XXe siècle, sont protégés au titre des Monuments historiques le portail monumental, les ornements architecturaux, les obélisques en pierre servant de mires, les terrasses, les soutènements et les murets dus à Garnier.
1880-1892 : ensemble architectural dû à Charles Garnier (1825-1898)
Acquis parcelle par parcelle dès 1879, les 35 hectares du domaine du Mont-Gros sont confiés à Garnier qui en étroite synergie avec les astronomes parisiens conçoit l’organisation de l’observatoire, la disposition des bâtiments sur le site et le réseau de circulation. L’ensemble architectural édifié de 1880 à 1892 comprend une douzaine de bâtiments dont cinq abritent des instruments astronomiques. Les édifices abritant la bibliothèque, le grand cercle méridien et la grande lunette équatoriale sont traités de façon monumentale. Avec sa coupole Eiffel de 24 m de diamètre et la statue d’Apollon sortant du Zodiaque de Bayard de la Vingtrie, ce dernier constitue le point d’orgue de l’ensemble. Début des années 1910 : modifications des bâtiments Garnier et ajout d’un bâtiment scientifique par Lucien Barbet (1852-1937)
Suite à la cessation des observations magnétiques en juin 1900 en raison de l’introduction du tramway électrique sur la ligne de Drap, la Compagnie des Tramways de Nice et du Littoral est reconnue responsable du préjudice subi. Il est probable que l’indemnité versée à cette occasion est utilisée pour financer la construction du pavillon-laboratoire destiné au spectrohéliographe de Chrétien, le remplacement du pavillon magnétique en bois par une maison d’habitation et la transformation en habitation de l’aile sud des dépendances-atelier de Garnier. 1931 : abris d’instruments dus à Honoré Aubert (1885-1974)
Deux tours avec coupole sont construites en 1931. L’une est accolée à la face sud du pavillon d’astrophysique construit par Barbet et abrite un astrographe double. L’autre est destinée à abriter un chercheur de comètes. Construits par la maison Zeiss de Jena, les deux instruments sont attribués à l’observatoire de Nice au titre des dommages de guerre. 1967-1972 : bâtiments dus à Louis Blanchet (1927-2010) et René Liveri (1908-1995)
La mise en place au début des années 1960 d’une nouvelle politique scientifique au Mont-Gros s’accompagne d’importants travaux de modernisation et de restauration. À cette occasion, l’ensemble architectural est complété sur le flanc ouest par un restaurant panoramique et sur le flanc est par un bâtiment destiné à l’administration et équipé d’une vaste salle informatique.