Observatorium Gemini adalah sebuah observatorium astronomi yang terdiri dari dua teleskop berukuran 819-meter (2.687ft), Gemini Utara dan Gemini Selatan di tempat yang berbeda masing-masing di Hawaii dan Chili. Secara bersamaan, teleskop Gemini kembar tersebut digunakan untuk mengamati langit utara dan selatan. Kedua teleskop tersebut saat ini menjadi salah satu teleskop infrared/optikal paling canggih dan terbesar yang digunakan astronom (lihat Daftar teleskop perefklesi optikal terbesar).
Teleskop-teleskop Gemini dibangun dan dioperasikan oleh sebuah kerjasama yang dibentuk dari Amerika Serikat, Kanada, Chili, Brasil, Argentina, dan Australia. Kemitraan tersebut dipimpin oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian dalam bidang Astronomi (AURA). Britania Raya keluar dari kemitraan tersebut pada akhir 2012 dan Observatorium Gemini menanggapinya dengan mengembalikan biaya operasionalnya, sehingga tidak ada mitra baru yang bergabung pada permulaan 2013.
Teleskop "Gemini Utara", yang secara resmi disebut Teleskop Frederick C. Gillett Gemini[1] terletak di Mauna Kea, Hawaii, bersama dengan beberapa teleskop lainnya. Tempatnya memberikan kondisi pemandangan yang bagus karena kondisi atmosfernya (stabil, kering, dan tak terlalu berawan) diatas gunung berapi setinggi 4.200-meter-high (13.800ft). Teleskop tersebut menyorot sinar pertama pada 1999 dan memulai operasi saintifik pada 2000.
Teleskop "Gemini Selatan" terletak di ketinggian lebih dari 2.700 meter (8.900ft) di sebuah gunung di AndesChili yang disebut Cerro Pachón. Udaranya yang sangat kering dan langitnya yang tak terlalu berawan membuat tempat tersebut juga dijadikan tempat peletakan teleskop utama lainnya (tempat tersebut juga ditempati beberapa observatorium lainnya, yakni Teleskop SOAR dan Observatorium Antar-Amerika Cerro Tololo). Gemini South melihat cahaya pertama pada 2000.
Secara bersamaan, kedua teleskop tersebut menyoroti seluruh langit kecuali untuk dua wilayah kecil di daerah kutub: Gemini Utara tidak dapat melihat deklinasi titik utara +89 derajat, dan Gemini Selatan tidak dapat melihat deklinasi titik selatan −89 derajat.