Wniosek o budowę wysokogórskiego obserwatorium meteorologicznego wysunął w lipcu 1934 r. J. Lugeon, ówczesny dyrektor Państwowego Instytutu Meteorologicznego. W związku z planowaną budową kolei linowej na Kasprowy Wierch zaproponowano, aby budynek zbudowano właśnie na tym szczycie. Od grudnia 1935 r. były prowadzone niektóre obserwacje meteorologiczne. Właściwe prace budowlane rozpoczęto jesienią 1936 r. i zakończono po roku. 22 grudnia 1937 r. nastąpił odbiór budynku. Stacja zaczęła działać w pełnym zakresie z początkiem 1938 r. W styczniu owego roku odbyło się uroczyste otwarcie tego, szóstego wówczas w Europie co do wysokości, obserwatorium meteorologicznego. Pierwszym kierownikiem stacji został Edward Stenz.
Obserwatorium wykonuje pomiary synoptyczne oraz klimatologiczne, a także obserwacje zlodzenia, opadów, natężenia promieniowania słonecznego, zjawisk optycznych, radioaktywności, oraz grawimetryczne i astrofizyczne. Przekazuje też informacje dotyczące osłony przeciwpowodziowej, jak również komunikaty dla Polskich Kolei Linowych i Tatrzańskiego Ochotniczego Pogotowia Ratunkowego.