Die Wahl des Ortes kann kein Zufall sein, befand sich doch eine Biographie aus dem Jahre 1907 von Vilhelm Østergaard über Tycho Brahe in Hilma af Klints Bibliothek. Der Astronom Tycho Brahe bekam durch den dänischen König Friedrich II. die Möglichkeit, auf der Insel an seinen Beobachtungen weiterzuarbeiten. Der König überließ Brahe auf Lebenszeit die Insel und übernahm alle Kosten für Instrumente, Gebäude und Mitarbeiter. Im August 1576 wurde also der Grundstein gelegt für diese berühmte Sternwarte.

Brahe baute zudem Papiermühlen, Stauseen rund um das Observatorium, legte einen Garten an, erntete zu verschiedenen Mondphasen und beschäftigte sich mit der Wirkung von Heilpflanzen. Er ließ eine Druckerei errichten, sodass er seine Schriften selbst herausbringen konnte.

Brahe nannte seine Wirkungsstätte Uraniborg, nach der Muse der Sternenkunde. Der deutsche Schriftsteller Alfred Otto Schwede beschreibt in seinem 1983 erschienenen Roman „Ich war des Sternenjunkers Narr“ diesen Ort belletristisch: „Urianiborg – das Märchenschloß! Soll ich von oben anfangen oder von unten? Gut, von unten. Da war eine hohe, glatte Mauer mit Scharten und Fenstern, Ausbuchtungen, kunstvollen Portalen und Pavillons. Über diese Mauer hinweg ragten Türme, die von allem etwas hatten: von Kirchtürmen, Schloßtürmen, Wehrtürmen.

In der Mitte der stattlichste, gekrönt von einer sogenannten „Laterne“ und einer Kuppel, über der etwas weit über das Land hinwegblinkte: Auf einer goldenen Kugel wollte sich da ein geflügeltes Roß steil in den Himmel erheben. […] Gehen wir nun hinein.[…] Vier große Räume nahmen das Erdgeschoß ein, sie lagen in Turmbauten. Im südlichen Turm befand sich die Bibliothek des Junkers mit dem großen Himmelsglobus, den ihm die Mechanici von Augsburg angefertigt hatten. Er maß anderthalb Meter im Durchmesser. An den Wänden waren die Bildnisse berühmter Astronomen aufgehängt. […] Wir stiegen hinauf ins Obergeschoß, wo sich noch einmal vier Räume befanden – das rote, das blaue, das gelbe und das grüne Zimmer, je nach Farbe der Wände. Diese Zimmer hatten auch buntbemalte Decken und das Schönste an ihnen waren eigentlich die Fenster – sie erlaubten mir einen weiten Blick über die Insel und den Sund, […]  Schloß Uraniborg hatte auch eine Unterwelt. Gehörte all das, was sich über der Erde befand, den Sternen und ihrer Wissenschaft, so hantierten in den Kellern mit den zahlreichen gemauerten Öfen die dunklen Ehrenmänner, die Alchimisten; denn der Junker hatte es noch nicht aufgegeben, den Stein der Weisen oder das Große Elixier zu finden.

Über den Gebäuden darf man den Garten nicht vergessen. Als wir durch eines der Tore in der viereckigen Gartenmauer eingetreten waren, von der jede Seite sechzehn Meter maß, hatte das Schloß unseren Blick gefangen. Doch der Garten stand ihm an Pracht nicht nach. […] Sodann sah der Besucher die große Gartenkunst, und der Duft der Blüten nahm ihn gefangen: Es blühten viele Rosen, Levkoien, Lavendel, Goldlack und solche, deren Namen nur der Junker kannte. Die Blumen- und Rasenrabatten waren durch schmale Pfade und Kreise unterteilt, doch alles fügte sich wieder zu einem Viereck zusammen wie bei einem Schmuckstück des Silberschmieds. Auch im Freien waren hier und da Instrumente zur Beobachtung des Himmels aufgestellt.“

Bald aber musste der „Junker“ Brahe feststellen, dass Uraniborg nicht groß genug war für seine selbstentworfenen Instrumente und diese durch den sandigen Untergrund instabil standen. Er baute daher 1584 eine zweite unterirdische Sternenwarte mit zum Teil in den Boden eingelassenen Beobachtungsräumen. „Als dazu geeignet erschien eine leichte Erhebung in unmittelbarer Nähe von Uraniborg, und den Bauern […] half weder Zetern noch Rechten, sie mußten abermals für den Sternjunker Hand- und Spanndienste leisten.“ Die Warte nannte Brahe Stjerneborg und über dem Eingang Richtung Norden ließ er folgenden Spruch in Stein meißeln:

 “NEC FASCES, NEC OPES, SOLA ARTIS SCEPTRA PERENNANT”

„Weder hohe Ämter noch Macht, einzig die Zepter der Wissenschaft überdauern“

Nach dem sein Mäzen, der dänische König verstorben war, nahm Brahes Einfluss am Hofe deutlich ab und seine Gelder wurden nach und nach gekürzt. Er verließ in Richtung Holstein die Insel und nahm alle seine gebauten Instrumente mit.