In uno dei due avancorpi cubici aggiunti nel 1795 all'originaria struttura della Specola, troviamo lo Stanzino Meteorologico. Come si evince dalla sua denominazione, esso accoglie prevalentemente strumenti meteorologici tra i quali una collezione di antichi barometri, il più antico dei quali costruito da Ramsden e risalente alla fine del 1700. La presenza di questa tipologia strumentale trova ragion d'essere nelle attività che, sin dalla sua fondazione, l'Osservatorio ha portato avanti, come era consuetudine nelle Specole dell'epoca: infatti, accanto alle osservazioni astronomiche, venivano effettuate anche rilevazioni meteorologiche. I dati raccolti all'Osservatorio di Palermo, che comprendevano misure di pioggia, di temperatura, di pressione atmosferica e, in seguito, di direzione e intensità dei venti e di eliofania, vennero raccolti in una serie meteorologica locale la cui eredità giunge fino ai nostri giorni. Nel settembre del 2020, infatti, l'Osservatorio di Palermo è stato insignito del riconoscimento dell'Organizzazione Meteorologica Mondiale di "Centennial Station" che viene concesso alle stazioni meteorologiche che operano da almeno 100 anni con continuità ed elevati standard qualitativi e che dispongono di lunghe serie temporali di parametri meteorologici. All'interno della stessa sala sono presenti anche due sismoscopi ottocenteschi, il ritratto di Niccolò Cacciatore, assistente di Piazzi e suo successore alla direzione dell'Osservatorio, e un orologio a pendolo Riefler dei primi decenni del Novecento.