Auf der höchsten Stelle des Telegrafenbergs steht das 1879 fertiggestellte Herzstück der ursprünglichen wissenschaftlichen Einrichtungen. Es war das erste astrophysikalische Observatorium der Welt. Die drei Kuppeln waren damals mit Fernrohren bestückt, die vor allem der Beobachtung der Sonne dienten. Wie viele andere Gebäude auf dem Telegrafenberg wurde auch dieser Bau im klassizistischen Stil der märkischen Backsteingotik errichtet. In diesem Observatorium wirkte der Physiker Karl Schwarzschild, der 1916 die erste bekannte exakte Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen fand. Der Name „Michelson-Haus“ würdigt Albert A. Michelson und seinen 1881 im Keller des Hauses erstmals durchgeführten Interferometer-Versuch, der für Einsteins spezielle Relativitätstheorie von großer Bedeutung war. Hier gelang auch 1889 die weltweit erste Fernaufzeichnung eines Erdbebens. 2001 bezog das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung mit seinen leistungsstarken Computern das Gebäude.