臼田宇宙空間観測所は宇宙科学研究所のスペースセンターとして1984（昭和59）年10月、長野県南佐久郡臼田町（2005年4月より長野県佐久市）に設立されました。
この観測所では惑星、彗星や月などの衛星に接近して観測を行う宇宙探査機に向けて動作指令を送信したり、探査機からの観測データを受信しています。こうした探査機は超遠距離ともなると送ってくる信号は微弱であり、その信号電波を受けるために都市雑音や航空路など観測に支障のある電波が少ない場所が選ばれました。
施設の中核となるのは、主鏡面が直径64mの反射鏡の大型パラボラアンテナで、その総重量は約2000トンあります。宇宙探査機との交信はSバンドとXバンドで行われています。将来はKバンドも使われる予定です。
このような宇宙探査機の追跡管制を目的とした大型アンテナは、JAXAのほかアメリカのNASAやヨーロッパのESAをはじめ世界の数機関が保有しています。