威爾遜山天文台

海耳在就任時將葉凱士天文台的一架40英寸（1.01米）口徑的望遠鏡帶到這裏。此外該天文台擁有一台口徑為2.5米（100英寸）的望遠鏡和一台口徑為1.5米（60英寸）的望遠鏡，以及一架口徑150英尺太陽望遠鏡。1969年，為紀念美國天文學家海耳，威爾遜山天文台和帕洛馬山天文台合併成為海耳天文台。威爾遜山天文台由加州大學洛杉磯分校和南加州大學合作管理。此外，佐治亞州立大學的高分辨率天文中心（CHARA）也位於這裏。

60英寸海耳望遠鏡

1896年，海耳的父親送了他一台60英寸的玻璃，它有7.5英寸厚，重860千克。但一直到1904年海耳才獲得卡耐基研究所的基金來建造一座天文台。1905年望遠鏡鏡面開始研磨，這個工程一共持續了兩年。望遠鏡的構架是在舊金山建造的，1906年的大地震中它幾乎被毀。將這些材料和部分運送到威爾森峯是一個艱鉅的任務。為了將它們運到山頂還建造了一台專門的電氣拖拉機。1908年12月8日這架望遠鏡正式啓用，是當時世界上最大的望遠鏡，光譜分析、視差測量、星雲觀測和測光等天文學領域成為世界領先的設備。雖然九年後胡克望遠鏡的口徑超過了它，但在此後的數年中它依然是世界上最大的望遠鏡之一。1992年海耳望遠鏡上安裝了一台早期的自適應光學設施，使它的分辨本領從0.5-1.0角秒提高到0.07角秒。

100英寸胡克望遠鏡

海耳在建台後立刻着手開始建造更大的望遠鏡，與卡耐基研究所一起約翰·D·胡克提供了資金。1906年7月作為鏡面的玻璃完工。在克服了巨大困難後100英寸望遠鏡於1917年11月1日開始使用。

為了提供平穩的運行，這架望遠鏡的液壓系統中使用液態的水銀。1919年阿爾伯特·邁克爾遜為這架望遠鏡裝了一個特殊裝置：一架干涉儀，這是光學干涉裝置首次在天文學上得到應用。邁克爾遜可以用這台儀器精確地測量恆星（如參宿四）的大小和距離。亨利·諾里斯·羅素使用胡克望遠鏡的數據制定了他對恆星的分類。

埃德温·哈勃使用這架100英寸望遠鏡完成了他的關鍵的計算。他確定許多所謂的“星雲”實際上是銀河系外的星系。在米爾頓·赫馬森的幫助下他認識到星系的紅移説明宇宙在膨脹。

200英寸

1948年，加州理工學院與卡耐基研究所一同在帕洛馬山天文台建造了一架5.08米（200英寸）口徑的望遠鏡，結束了胡克望遠鏡作為世界最大的望遠鏡的歷史。1986年胡克望遠鏡停用，1992年安裝了自適應光學系統後又開始運用。在此後數年中，胡克望遠鏡又成為世界上分辨率最高的望遠鏡。這個地位雖然被其他望遠鏡取代，但它仍然是20世紀最重要的科學儀器之一。