Op 2.400 meter hoogte, boven de zee van wolken, kan de hemel boven de Teide wedijveren met de beste observatieplekken van Europa. Het Nationaal Park Teide is gecertificeerd als Starlight Toeristische Bestemming, en de Cumbres de Tenerife vormen een Starlight Reservaat, een dubbele erkenning die in Europa zeldzaam is. Op een heldere nacht is de Melkweg gemakkelijk met het blote oog te zien, kunnen tijdens meteorenregens vallende sterren worden waargenomen, en kan Jupiter met een eenvoudige verrekijker zijn manen laten zien. Het Instituto de Astrofísica de Canarias beheert er meerdere van de belangrijkste observatoria ter wereld, onder andere in Izaña.
Drie redenen maken de Teide zo betrouwbaar voor astronomie. De hoogte (2.400 m bij de Parador, 3.718 m op de top) plaatst de waarnemer boven de thermische inversielaag, die zich vaak tussen 1.000 en 1.800 m bevindt. De lichtvervuiling is zeer beperkt dankzij de Wet op de Hemel van de Canarische Eilanden (1988), die de nachtelijke verlichting sterk beperkt. Ten slotte maakt de geografische ligging het mogelijk om een zeer groot deel van de sterrenbeelden van het noordelijk halfrond te observeren, evenals een deel van de zuidelijke hemel.
Met het blote oog: de Melkweg als een dichte lichtband, de Orionnevel onder goede omstandigheden, en het sterrenstelsel Andromeda als een vage vlek zichtbaar in een zeer donkere hemel. Met een telescoop van 150 mm (vaak beschikbaar gesteld tijdens excursies): de ringen van Saturnus, de wolkenbanden van Jupiter en zijn Galileïsche manen, de kraters van de Maan in detail, evenals sterrenhopen zoals de Plejaden. Tijdens meteorenregens zoals de Perseïden (halverwege augustus) is het mogelijk om onder goede omstandigheden tientallen vallende sterren per uur waar te nemen.
Meerdere organisatoren bieden nachtelijke tochten aan met een gespecialiseerde gids en telescoopobservatie. Het vertrek is meestal aan het einde van de dag, met ophaalservice vanaf de hotels in het zuiden van Tenerife. De excursies duren gemiddeld 3 tot 8 uur, afhankelijk van het gekozen pakket, en kosten ongeveer 40 tot 100 € per persoon. Veel excursies omvatten een stop bij zonsondergang, en sommige bieden een diner of een drankje aan voorafgaand aan de sterrenobservatie.
Tussen de lente en de herfst zijn de omstandigheden voor observatie doorgaans het meest stabiel. De waarneming hangt sterk af van de lokale weersomstandigheden, die kunnen verschillen tussen de kust en de hoogten van de Teide. Nieuwe maan is de ideale periode voor astronomie, omdat de afwezigheid van maanlicht het mogelijk maakt meer sterren en nevels te zien. De nachten rond nieuwe maan zijn het meest gewild bij de organisatoren.