À 2 400 mètres, au-dessus de la mer de nuages, le ciel du Teide rivalise avec les meilleurs sites d'observation d'Europe. Le Parc national du Teide est certifié Destination Touristique Starlight, et les Cumbres de Tenerife forment une Réserve Starlight, une double accréditation peu commune en Europe. Par nuit claire, la Voie lactée est facilement visible à l'œil nu, certaines étoiles filantes sont observables lors des pluies météoriques, et Jupiter peut révéler ses lunes avec de simples jumelles. L'Instituto de Astrofísica de Canarias y exploite plusieurs observatoires parmi les plus importants au monde, notamment à Izaña.
Trois raisons rendent le Teide aussi fiable pour l'astronomie. L'altitude (2 400 m au Parador, 3 718 m au sommet) place l'observateur au-dessus de la couche d'inversion thermique, souvent située entre 1 000 et 1 800 m. La pollution lumineuse est très faible grâce à la Loi du Ciel des Canaries (1988), qui limite fortement l'éclairage nocturne. Enfin, la position géographique permet d'observer une très large partie des constellations de l'hémisphère nord, ainsi qu'une portion du ciel austral.
À l'œil nu : la Voie lactée sous forme d'une bande lumineuse dense, la nébuleuse d'Orion dans de bonnes conditions, et la galaxie d'Andromède comme une tache diffuse visible dans un ciel très sombre. Avec un télescope de 150 mm (souvent fourni par les excursions) : les anneaux de Saturne, les bandes nuageuses de Jupiter et ses lunes galiléennes, les cratères de la Lune en détail, ainsi que les amas stellaires comme les Pléiades. Lors des pluies de météores comme les Perséides (mi-août), il est possible d'observer plusieurs dizaines d'étoiles filantes par heure dans de bonnes conditions.