1466년(세조 12) 관제를 정비하면서 정식으로 설치하였다. 정원은 1인으로 처음에는 문신으로 하여금 겸직하게 하였으나『경국대전』에는 잡과출신자에게 제수하는 것을 원칙으로 규정하였다.
중종대에 겸교수관 5인을 증치하면서 그 중 1인을 천문학관에게 배당하였다. 1762년(영조 38)에 천문학 겸 교수 3인을 두되, 그 중 1인은 천문학에 할당하고, 다른 1인은 천문·지리·명과의 3학이 윤번으로, 나머지 1인은 금루관(禁漏官)과 화원(畫員)이 번갈아 맡도록 하였다.『대전회통』에서는 3학이 윤번으로 맡던 겸교수직 1인을 명과학에 전속시켰다.