1981 年，明道中學創辦人汪廣平老校長，帶領自然科教師團隊，在校園內建立了台灣中學第一座圓頂天文台。在當時，這樣的設施幾乎只存在於大學或專業研究機構，中學能擁有圓頂天文台，可說是開風氣之先。 這座圓頂天文台的意義，不只在於「看星星」，而在於它象徵了一種教育理念： 天文不是遙不可及的知識，而是可以在校園中被親身理解的科學。 這一階段，可視為明道天文教育的 1.0 時期——以實體觀測為核心，培養學生對自然與宇宙的直觀感受。 

進入 1990 年代後，隨著天文觀測技術進步與校內教學需求提升，明道並未讓早期的天文台成為「象徵性設施」。 約在 16 年前(1990 年代末至 2000 年代初)，時任校長汪大久自美國引進 MEADE 天文望遠鏡，重新整理與強化天文台設備，使校內觀測能力得以與國際主流器材接軌。 這一階段的重要性在於： 明道的天文教育並未中斷，而是隨著校內世代更替持續升級。 

2012 年，明道中學受邀參與由 國立自然科學博物館 館長 孫維新 主持的「青康藏高原天文台遠距遙測計畫」。 這項為期三年的合作，象徵著明道天文教育的一次關鍵轉折： 校園天文首次與國家級天文研究計畫直接接軌。同時，孫維新館長於三年間四度蒞校演講 將最新的天文研究、科技趨勢與宇宙觀，直接帶入中學校園。這在國內中學教育環境中，有如此密集且長期的學術互動極為罕見，也讓明道的天文教育開始具備「向外連結」的能力。 

2013 年，明道中學重建象徵校史的「明道樓」，並於規劃階段決定在頂樓設置星象館，標誌著校園天文教育正式邁入 2.0 階段。相較於以實體觀測為主的傳統天文台，星象館導入圓頂天幕與數位星象投影，克服空間結構抽象、天象受限於時間與天候，以及大班教學同步理解困難等問題。2015 年 12 月 22 日星象館揭幕，其天幕規模為當時全國中學之冠，可容納約 50 人同步教學，並全面納入地球科學必修、選修與國際教育課程，成為全體學生的重要學習場域。