Наукові праці Улугбека були створені завдяки унікальній обсерваторії, яку він спорудив у Самарканді. Головним стаціонарним інструментом був гігантський квадрант, Розташований всередині циліндричного будинку діаметром 48 м (залишки фундаменту, вірніше траншей від нього, знайдені при археологічних дослідженнях).

Найголовнішим приладом в обсерваторії був секстант – навігаційний вимірювальний інструмент, за допомогою якого вимірювали висоту зірок та сонця над обрієм.

До 1428-1429 років будинок обсерваторії було готове. Почалася установка та вивіряння приладів. Цим на прохання Улугбека займався астроном та блискучий математик з Кашана Джемшид ал-Каші (1373-1430 роки). Наукова програма обсерваторії була розрахована щонайменше на 30 років (період звернення Сатурна).

Головним консультантом під час будівництва грандіозної споруди був вчитель правителя Кази-заде Румі. початок було покладено восени 1420 і тривало близько 3 років.