Observatoř Milešovka je situována na nejvyšším vrcholu Českého středohoří ve výšce 837 m n.m., na vrcholku izolované kuželové hory. Milešovka je výraznou krajinnou dominantou, okolní terén převyšuje až o 400 m. Jedná se o znělcový kužel, který vznikl při hlavní třetihorní fázi vulkanické činnosti.
Svahy Milešovky, které dosahují sklonu až 30°, jsou téměř kompletně zalesněny. Les složený z bříz, lip, dubů, javorů a buků tu vyrůstá ve znělcové suti. V okolí se nachází řada hnědouhelných lomů, tepelných elektráren, tepláren, chemických a jiných průmyslových podniků, které významně ovlivňují čistotu ovzduší v této lokalitě. Meteorologická pozorování na Milešovce probíhají od roku 1905. V roce 2015 tedy oslavila observatoř stodesetileté výročí pozorování.