袁州谯楼于南唐保大二年（公元 944年）由刺史刘仁瞻建造，属袁州府署的一部分。初建谯楼，是为敲鼓报时用的城楼。南宋嘉定十二年（公元1219年），袁州知府滕强恕“稍新谯楼”并置铜壶、夜天池、日天池、平壶、万水壶、水海、影表、定南针、添水桶、更筹、铁板、鼓角，设阴阳生轮值，候筹报时，建成集测时、守时、授时三大功能为一体的天文台。
明万历年间，袁州谯楼的观天台置有测天之器--铜璇玑，一种古代测天用的浑仪，白天可观测太阳，晚上可观测星星和月亮，其用来测定时间的有效时间区间比圭表或日晷大多了。
明万历年间，袁州知府郑淳典对袁州谯楼进行了修缮，不仅恢复了宋代滕强恕时代的旧貌，还将唐朝掌管观天象、推历法的钦天监台正袁天罡的神像供在谯楼里。
袁州谯楼不是坐北朝南，而是坐西朝东，呈“π”字形跨街而立，设有南北两个观天台。这是全世界现存一座“π”字形布局的古天文台。
南北两个观天台上陈列着地动仪、日晷、黄道经纬仪等天文观测仪器，楼内有铜壶滴漏、古钟、大鼓等测时、报时设施。
古天文台以砖石筑台，台高12.8米，占地总面积780平方米，主台和南北观天台呈 “π” 字形布局，东西两拱上端各阳刻有“鼓楼”、“余晖”四个大字。现存房屋六间，楼柱二十四根，均歪斜，东八柱、中八柱往东歪，西八柱往西歪，但楼顶平整，数百年不倒。
袁州谯楼南台墙基部分为南宋时期砌筑，存有“皇宋淳佑十一年”铭文砖；台墙为明清两代维修砌筑，存有“明洪武十年”和清“道光十六年”“同治二年”铭文砖；石构券拱为明代砌筑。谯楼栋梁上题有“大清光绪十四年”款。
袁州谯楼不仅具有鼓楼的守时、授时功能，还有测时、观天象的天文功能，只不过楼上的各种原有设备现已完全失散。只能根据文献记载进行研究。鼓楼有铜壶、夜天池、日天池、平壶、万水壶、水海、影表、定南针、添水桶、更筹、铁板、鼓角等仪器仪表。
袁州谯楼的“铜壶滴漏”用了四只铜壶，由上而下依次为夜天池、日天池、平壶、万分壶，互相叠置。上面的铜壶“夜天池”装满水后，水即从壶底小孔逐渐流入“日天池”“平壶”，再从下一级的“万分壶”滴流入“水海”，“水海”中有一根浮子托着的“漏箭”（刻有12时辰和100刻），水海中水逐渐增多，漏箭逐渐上升，就可从漏箭上读出时辰。宜春鼓楼主要是采用“铜壶滴漏”等仪器来守时、报时和测时，其所测时间与钟表相比每天只差20秒。
袁州谯楼还置备了“更筹”，从“漏箭”上读出时辰后即可定时报时。
南宋嘉定滕强恕给袁州谯楼置备的影表和定南针，构成了一套天文测时系统。定南针是一种磁指南针，以确定当地的子午线方向。影表的影是指日影，表则是一根竿子。
袁州谯楼则把圭表的功用加以变化、扩展，成了能测定白天任何时刻的天文定时器。
明万历年间，袁州谯楼的观天台置有测天之器--铜璇玑，白天可观测太阳，晚上可观测星星和月亮，其用来测定时间的有效时间区间。
1989年，南昌大学退休教授栾杏丽在编写《江西省科技志·天文章》时，发现明正德版《袁州府志》、《江西通志》《宜春县志》等天文测时相关记载。
栾杏丽在北师大物理系读书时，学过天文，联系所学知识，从《袁州府志》记载的铜壶、夜天池等名称来看，这是一套四级补偿式浮箭漏，属于守时系统部分；铁板、鼓角则属于报时系统。这两个系统是任何一座鼓楼所必备的。
栾杏丽发现，滕强恕置备的器物中有两件特别重要，那就是影表和定南针，它们构成一套天文测时系统，而且滕强恕还筑了台（一般鼓楼都是圆形或方形建筑，没有台），把它们放在室外的台上就能测时。滕强恕还设阴阳生轮值，候筹报时。
栾杏丽认为，袁州谯楼上有了天文测时仪，就使它与一般的钟鼓楼有了质的区别。即，一般的钟鼓楼只能从事守时和报时的工作，不能测时。因此，他认为袁州谯楼不是一般的鼓楼，而是一个天文台。
1992年，江西省科委立项，由原江西大学（现南昌大学）承担并与中国科学院自然科学史研究所、宜春市博物馆合作，对袁州谯楼进行考证和研究。
袁州谯楼南台墙基部分为南宋时期砌筑存有“皇宋淳佑十一年”铭文砖；台墙为明、清两代维修砌筑，并存有“明洪武十年”和清“道光十六年”“同治二年”铭文砖；石构券拱为明代砌筑；谯楼栋梁上题“大清光绪十四年”款，推断现存建筑历经宋、明、清。
1994年，江西省科委邀请中科院、南京紫金山天文台、北京天文馆、清华大学、南京大学及本省的8位专家学者，组成专家委员会，对袁州谯楼进行了深入考察和论证，终确认：“创建于南宋嘉定十二年（公元1219年）的袁州谯楼为中国现存古老的地方天文台遗址。”
中国古天文学界一直认定，国内古老的地方天文台遗址是河南登封观星台（约建于元朝初年，13世纪晚期）。袁州谯楼天文台遗址的确认，比河南登封观星台早了50余年。
国外古老的天文台遗址，是乌兹别克斯坦境内现存的帖木儿帝国时建造的天文台（约建于公元1418年），也比袁州谯楼晚了两个世纪。
2006年入选国务院公布的第六批全国重点文物保护单位。
2010年6月，经江西省人民政府批准，袁州谯楼传说被列入第三批省级非物质文化遗产名录。
2013年，由江西省文物局呈报的《袁州谯楼保护规划》获得国家文物局正式发文批复。
