2004年《自然》上发表了澳大利亚在南极冰穹C（Dome C）选址的研究结果：近地层30米以上的平均大气视宁度0.27角秒，可进行3到4个月的连续观测，水汽含量少，大气透过率高，红外背景辐射低等，确认南极内陆是地面上最好的天文台址，将望远镜安放在南极将比安放在地球上的其他地方效率至少提升2～4倍。2005年1月中国南极科考队首次登上内陆最高点冰穹A（Dome A），海拔4093米，0.57个大气压，常年温度范围-30℃至-80℃。按照地形和环境的相似性，冰穹A一致被认为是比冰穹C更好的天文台址，是开展光学、红外和亚毫米波观测的最理想台址，在2008年之后的天文选址中也得到了证实，为中国南极天文开创了极好的机遇和条件。

2006年中国南极天文中心成立，陆续规划了中国第一代南极天文设备—中国之星（CSTAR），口径145毫米的折反射望远镜，固定指向南天极附近观测，主要科学目标是变星监测，获得多波段长时间的连续光变曲线，系外行星搜寻等，同时也用于冰穹A天文台址测量。南极巡天望远镜（AST3）是中国南极天文中心提出的中国第二代安装在冰穹A的南极天文光学设备，包括三台直径50/68厘米，视场8平方度的望远镜，具有自动调焦和指向跟踪功能。光学系统采用了中国创新设计的大视场折反射系统，该光学系统既具有经典施密特系统的优良像质，又具有镜筒短、结构紧凑和消畸变及大气色散校正等优点。配置国际上最大单芯片10K×10K的CCD及g、r、i三种不同滤光片，主要科学目标是系外行星搜寻和超新星巡天等。

与普通天文台址的望远镜不同的是，南极望远镜要解决极端低温驱动、镜面除霜、能源供给和无人值守等难题；要经过近三个月长途复杂路况的运输（汽运，海运，直升机吊运及雪地车拖运等），要求有足够安全的防振措施；现场的安装和维护只能由很少的几位科考队员，在每个南极内陆科考年的1月份（南极夏季——极昼）的20天左右的时间完成，望远镜在3月底开始到整个极夜结束，通过铱星卫星进行全自动的远程观测运行。AST3是南极首套可远程遥控无人值守运行的光学望远镜，望远镜的控制系统安放在有温控的仪器舱PLATO内，该仪器舱和能源舱是由澳大利亚合作单位提供的。首台南极巡天望远镜AST3-1于2012年1月安装在冰穹A，第二台望远镜AST3-2于2015年1月安装在冰穹A，成功进行了系外行星和超新星巡天的连续观测，发现了大量高置信度的系外行星候选体。特别值得一提的是AST3-2在2017年8月18日至28日期间探测到了来自GW 170817引力波事件的光学对应体，使得中国天文学家能够使用自己的望远镜参与这次重大的天文事件，为此次引力波源的全球探测提供了重要观测数据。第三台望远镜AST3-2将具有近红外K波段巡天的能力，2021年6月22日，多加天文机构组成的专家组对在云南省姚安县开展试观测的AST3-3望远镜的运行性能进行了测试和验收。