หอดูดาวเฉลิมพระเกียรติ 7 รอบ พระชนมพรรษา เป็นห้องปฏิบัติการหลักทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่สำคัญแห่งหนึ่งของประเทศไทย หอดูดาวแห่งชาติระดับมาตรฐานโลกแห่งนี้จะเป็นศูนย์กลางการวิจัยและวิชาการทางดาราศาสตร์ที่จะก่อให้เกิดความร่วมมือกับเครือข่ายดาราศาสตร์ทั้งในและต่างประเทศ สามารถเชื่อมโยงกับหอดูดาวในภูมิภาคต่างๆ ทั่วโลก เพื่อปฏิบัติการด้านการวิจัยและพัฒนาร่วมกับนานาประเทศในการสร้างองค์ความรู้ใหม่ทางดาราศาสตร์ จะเป็นส่วนผลักดันให้ประเทศไทยเป็นศูนย์กลางของการศึกษาด้านดาราศาสตร์ในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ซึ่งจะเป็นผลดีอย่างยิ่งต่อการพัฒนาการศึกษาและพัฒนาด้านดาราศาสตร์ของประเทศไทย เพื่อยกระดับความสามารถในการแข่งขันทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศสู่มาตรฐานสากลด้านการวิจัย

กล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวแห่งชาติ จะมีประโยชน์อย่างยิ่งต่องานการวิจัยดาราศาสตร์ระดับก้าวหน้าที่ต้องการความแม่นยำสูงในการเฝ้าสังเกตและเก็บข้อมูลพลวัตของวัตถุท้องฟ้า เช่น การค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ(Exo-planet) การศึกษาสมบัติทางกายภาพและการวิวัฒนาการของระบบดาวคู่แบบใกล้ชิด(Close Binary System) ดาวระเบิด(Cataclysmic Variable) การบังดาวของดวงจันทร์(Lunar Occultation) หลุมดำ(Black Hole) ในระบบดาวคู่หรือดาวแปรแสง เอกภพวิทยา(Cosmology) สสารและพลังงานมืด(Dark Matter and Dark Energy) ซึ่งผลการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้อาจนำไปสู่การค้นพบที่สำคัญทางวิทยาศาสตร์ต่อไป

นอกจากนี้ ยังก่อให้เกิดเครือข่ายความร่วมมือด้านการวิจัยดาราศาสตร์กับหน่วยงานทั้งในและต่างประเทศ ได้แก่ ความร่วมมือด้านการวิจัยกับสถาบันอุดมศึกษาทั่วประเทศ และความร่วมมือในโครงการวิจัยทางดาราศาสตร์ระหว่างประเทศ เช่น โครงการวิจัยในเครือข่ายดาราศาสตร์เอเชียตะวันออกเฉียงใต้(South-East Asia Astronomy Network, SEAAN) โครงการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ช่วงมองเห็น-อินฟาเรดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตรในเอเชียตะวันออก(East Asian 2-Meter Class Optical-Infrared Telescope Network) โครงการความร่วมมือทางดาราศาสตร์ไทย-จีน(Sino-Thai Astronomical Cooperative Project)  เป็นต้น