上海佘山地球科學國家野外科學觀測研究站隸屬於上海市地震局，位於上海市松江區佘山國家森林公園內西佘山南麓，占地九畝，現有各類建築面積3950平方米，洞室面積750平方米。台基主要是上侏羅至下白堊紀的中酸性安山岩。地理坐標φ=31.0568°N λ=121.1145°E，地磁坐標為北緯20.1°，東徑190.9°，是中國地震局地震基本台網的Ⅰ類基準台，也是全球地震台網（GDSN）中中國數字地震台網（CDSN）的一個子台。台站擁有測震、電磁、形變、流體四大學科的觀測項目，是一個手段齊備的綜合性專業台站。
佘山野外觀測站的前身是上海徐家匯天文台（Observatore de zi-ka-wei），由法國天主教創辦於1870年。1874年設地磁觀測，地震觀測始於1904年開始，該台是一個中緯度地磁觀測與研究的理想觀測點，是我國最早的地球物理觀象台，也是全球最早的地球物理觀象台之一，在國內、外享有很高的聲譽。1933年地磁觀測遷至佘山。1950年地震台由上海市人民政府按管，1952年地震觀測也遷至佘山。
1957-1958年佘山地磁觀測被指定為我國向“國際地球物理年”提供地磁資料的單位。1978年4月3日，經國務院批准，佘山台成為我國與國際上進行地磁資料交換的台站之一。1984年，聯合國教科文組織所屬的國際地磁學和高空物理協會理事會（IAGA）授予佘山台“國際地球觀測百年紀念”金質和銀質紀念章各一枚，以表彰其多年來不間斷地對國際間合作及地磁科學所作出的貢獻。
佘山野外觀測站的地震觀測開始於1904年1月22日，首台儀器是大森式20Kg水平向地震儀。同年2月5日正式編輯出版地震觀測報告，並與氣象、地磁的觀測數據合刊，發表於上海徐家匯天文台年報上（Bulletin Annuel de Lobservatlere de zi-ka-wei）。
1983年國家地震局將佘山地震台列入中國數字地震台網（CDSN）。佘山數字地震觀測於1986年7月建成並投入試運行，次年10月投入正式觀測是我國最早開展數位化地震觀測的台站之一。佘山地震台承擔著對全球地震活動的監測任務，並提供測定地震參數所需的基準數據，同時也是我國履行全面禁止核試驗條約簽字國義務、承擔核爆監測任務的台站之一。自1980年起參加中美地震數據5日電報交換。
2001年上海佘山地震台陣建成，成為中國大陸建成的第一個永久性寬頻帶三分量台陣。目前擁有CTS-1型數字地震儀、CDSN數字地震觀測系統以及數字地震台陣等測震監測設備，為我國地震觀測儀器種類最齊全的台站之一。
佘山野外觀測站於1970年在原有地磁、地震觀測的基礎上增加了地形變觀測，儀器有水管傾斜儀和水平擺傾斜儀，並增設了GS-15型重力儀，開展地球重力與固體潮的觀測。2000年佘山逐步開展數位化前兆設備改造，先後裝備有當時國內最先進的SSY-2型伸縮儀、DSQ型水管傾斜儀、Vs型垂直擺傾斜儀，YRY-2型鑽孔應變儀，DZW型重力儀等數位化觀測設備。
2007年科技部正式批准上海佘山觀象台為國家野外科學觀測研究站。國家和上海市政府從各方面給予了野外觀測站大量投入，觀測站基礎條件不斷改善，觀測手段不斷增加。以佘山野外觀測站的技術支撐為平台，2012年建成了上海市綜合地球物理深井觀測系統，在單一深井內綜合安裝了地磁儀、測震儀、空隙壓計、分量應變儀、傾斜儀、水位儀、水溫儀、地溫儀等多達8個觀測手段，12套儀器，共25個測項，實現井下記錄全數位化、高採樣率、數位訊號隔離分系統傳輸、井底GPS授時、井底避雷、儀器定向、自動調零等關鍵新技術，成為我國最早建成的地球物理綜合深井觀測系統，該項目的建成打破了國際上的技術壟斷，成為國際上第二個掌握該技術並實際研製建設成功的國家，填補了該領域國內空白，起到了技術引領作用。
