L'Observatoire du Mont-Mégantic (OMM) est un observatoire astronomique professionnel situé à environ 1 100 mètres d'altitude sur le mont Mégantic, dans la région de l'Estrie, au Québec (Canada). Il a été inauguré en 1978. Il abrite un télescope de type Ritchey-Chrétien dont le miroir primaire fait 1,6 mètres de diamètre, ce qui en fait le quatrième en taille au Canada et le plus grand dans l'est de l'Amérique du Nord.
L'OMM est l'observatoire astronomique le mieux équipé du Canada. La création, en septembre 2007, d'une réserve de ciel étoilé au Parc national du Mont-Mégantic a permis de diminuer fortement la pollution lumineuse dont était victime l'observatoire et d'en faire le plus performant en sol canadien.
Autour de l'OMM gravite un centre de recherche en astronomie auquel sont associées l'Université de Montréal, l'Université Laval et l’Université McGill.
Le 24 juillet 1967, à la suite d'un discours du Général de Gaulle à Montréal où ce dernier prononce la fameuse phrase « Vive le Québec libre ! », les relations entre le Canada et la France se refroidissent. Quelques années plus tard, voulant retisser des liens entre les deux pays, les gouvernements de ces derniers décident de construire un observatoire astronomique commun, l'Observatoire Canada-France-Hawaï (CFHT), sur le site du Mauna Kea, à Hawaï.
Ce projet prévoit la construction d'un observatoire supplémentaire, plus petit et situé au Canada, afin, entre autres, d'y développer divers instruments destinés au CFHT. L'astronome québécois René Racine est l'un des leaders du projet.
On choisit l'emplacement de l'observatoire au Québec, au sommet du mont Mégantic, dans la région de l'Estrie. Plusieurs critères justifient ce choix, dont la position géographique du site, situé en milieu rural à égale distance de Québec et Montréal, villes des deux universités désignées pour gérer l'observatoire, l'Université Laval et l'Université de Montréal.
La construction de l'observatoire est réalisée à l'hiver 1977-1978. L'OMM est inauguré officiellement à l'été 1978. L'une des premières images prises par le télescope est l'amas globulaire M13.
En avril 2009, le Conseil de recherche en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), qui subventionne le centre de recherche, annonce qu'il retirera, après une année de transition, la totalité de sa contribution au projet, soit environ 325 000 dollars canadiens. Selon le chercheur de l'Université de Montréal et actuel directeur de l'observatoire René Doyon ainsi que l'astrophysicien de l'Université Laval Laurent Drissen, ceci nuira fortement à la recherche québécoise en astrophysique. « Non seulement l'observatoire est en péril, mais tout notre laboratoire de recherche d'envergure nationale et internationale est en péril ». « Il y a des centaines de doctorants qui ont été formés à l'Observatoire du Mont-Mégantic. En coupant cela, cela coupe carrément les pieds de l'astronomie au Québec. On a formé des générations d'astronomes. C'est comme si ce qu'on avait fait depuis 30 ans, finalement, ça ne revenait à rien ».
Le 12 juin 2009, le ministre des Travaux publics et Services gouvernementaux Christian Paradis annonce, à Lac-Mégantic, qu'une subvention de près de 520 000 $CAN sera versée à l'Observatoire par Développement économique Canada, assurant, selon l'Université de Montréal, le financement de l'observatoire pour les deux prochaines années.