Alasan utama yang membuat Tusi mencapai kemasyhuran adalah keberhasilannya membujuk Hulagu untuk mendirikan observatorium yang terkenal itu (rasad khanah) di Maraghah, Azarbaijah, pada tahun 657 H/1259 M, yang dilengkapi dengan alat-alat paling baik.” Sebagian diantaranya baru diciptakan untuk pertama kalinya.” Di sini dia menyusun tabel-tabel astronominya, yang disebut Zij al-Ikhani, yang “menjadi terkenal ke seluruh Asia, bahkan sampai ke Cina.”

Di samping bisa digunakan bagi kemaujudan astronomi dan matematika pada akhir abad ke-7 H/ke-12 M, observatorium ini juga penting dalam tiga hal lainnya. Ia merupakan observatorium pertama yang banyak dikunjungi, sehingga dengan begitu ia membuka pintu bagi komersialisasi observatorium di masa mendatang.

Kedua, sebagaimana ibn Tufail (meninggal tahun 581 H/1185 M) yang membuat Pemerintahan Khalifah ‘Abd al-Mu’min menjadi galaksi bintang intelektual cemerlang yang mendorong perkembangan pengetahuan dan kebijaksanaan di Barat, Tusi membuat observatorium Maraghah menjadi suatu “majlis hebat” yang terdiri atas orang-orang pandai dan terpelajardengan jalan membuat “rencana khusus” untuk pengajaran ilmu-ilmu filsfat, di samping matematika dan astronomi, dan juga dengan jalan menyisihkan uang sokongan itu untuk beasiswa.

Ketiga, observatorium itu dihubungkan dengan sebuah perpustakaan besar tempat disimpannya khazanah pengetahuan yang tak terusakkan, yang dirampas oleh bangsa Mongol dan Tartar ketika mereka menaklukkan Irak, baghdad, Syria dan daerah-daerah lain. Menurut ibn Syakir, perpustakaan itu berisi lebih dari empat ratus ribu jilid buku.

Tusi tetap berpengaruh di bawah Abaga, pengganti hulagu, tanpa mendapat rintangan sampai dia meninggal pada tahun 672 H/1274 M.