หอดูดาวแห่งชาติ (สเปน: Observatorio Astronómico Nacional, OAN) เป็นสถาบันทางด้านวิทยาศาสตร์ของประเทศสเปนที่ดำเนินกิจกรรมในด้านดาราศาสตร์ สังกัดอยู่สถาบันภูมิศาสตร์แห่งชาติสเปนหอดูดาวแห่งชาติเป็นสถาบันที่ประกอบไปด้วยหลายส่วน โดยส่วนหลักคือหอดูดาวหลวงมาดริดตั้งอยู่ที่สวนสาธารณะบูเอนเรติโรในกรุงมาดริด หอดูดาวแห่งนี้สร้างขึ้นตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1790 ได้รับการออกแบบโดยฆวน เด บิยานูเอบา และเป็นตัวอย่างที่ดีของสถาปัตยกรรมฟื้นฟูคลาสสิกในสเปน ปัจจุบันเป็นที่ตั้งของห้องสมุดและนิทรรศการเกี่ยวกับเครื่องมือวิทยาศาสตร์โบราณ ในปี 1995 อาคารของบิยานูเอบาได้รับการประกาศให้เป็นสินทรัพย์สำคัญทางวัฒนธรรมของสเปน และตั้งแต่ปี 2021 อาคารแห่งนี้ก็รับการยกให้เป็นส่วนหนึ่งของมรดกโลก โดยองค์การยูเนสโก