XX a. septintajame dešimtmetyje buvo ieškoma vietos naujai Lietuvos astronomijos observatorijai, nes senoji Vilniaus universiteto observatorija Vilniuje, Čiurlionio gatvėje, buvo veikiama miesto šviesos taršos ir užterštumo. Buvo aplankyta daug potencialių vietų, kol 1969 m. buvo nuspręsta statyti observatoriją Molėtų rajone, Kulionių kaimo kalvose, apsuptose Želvos ežero pasaga. Vieta pasirodė tinkama, ir tais pačiais metais prasidėjo statybos. Etnokosmologijos idėja gimė Molėtų rajone, ant Kaldinių kalvų. Pagrindiniai idėjos autoriai buvo dr. Gunaras Kakaras, tuometinis Astronomijos observatorijos vadovas, ir dr. Libertas Klimka, didelis etninės kultūros entuziastas. G. Kakaro astronomijos ir L. Klimkos etnologijos sąsajos palaipsniui susiliejo, atskleidžiant lietuvių tautos ryšius su dangumi, Saule, Mėnuliu ir žvaigždėmis. Tai tapo etnokosmologijos pradžia – tiek sąvokos, tiek būsimo muziejaus. Tuo metu Molėtų astronomijos observatorijos statybos tęsėsi, ir buvo paleisti du pirmieji teleskopai. Nepaisant mažai reklamos, observatorija pradėjo traukti ekskursijas, grupes ir pavienius lankytojus. Lankytojai domėjosi, ką stebi astronomai, tačiau kiti klausimai buvo dar gilesni: kodėl mes, maži Žemės gyventojai, egzistuojame tokioje didelėje Visatoje? Kokia prasmė mūsų egzistencijos tokioje beprotiškai didelėje Visatoje? Šie klausimai paskatino idėją, kad observatorijoje turi būti erdvės žmonėms susipažinti su Kosmosu, pamatyti dangaus vaizdus per teleskopus, išgirsti atsakymus į juos kankinančius klausimus ir suformuoti naujus, susijusius su Kosminiu pasauliu. Tokias idėjas palaikė ir Juozas Algimantas Krikštopaitis, fizikas, vėliau tapęs filosofu. 1978 metais Vilniaus universiteto astronomijos observatorija šventė

125 metų sukaktį. L. Klimkos iniciatyva Molėtų astronomijos observatorijoje viename teleskopo bokšto aukšte buvo atidarytas visuomeninis muziejus, kuriame buvo eksponuojami senosios Vilniaus observatorijos teleskopai ir pirmieji etnografiniai eksponatai, atspindintys tautos ryšį su Dangaus pasauliu. Tikrajam etnokosmologijos idėjos įgyvendinimui reikėjo naujų erdvių ir pastatų. Baigus observatorijos gyvenvietės statybas, pagal architekto Vytauto Lisausko projektą buvo pastatytas "specialios paskirties astronominis paviljonas", kuris iš tikrųjų buvo muziejus. Pastato architektūroje atsispindi kosminio pasaulio medžio įvaizdis, su požeminėje galerijoje išdėstyta ekspozicija ir bokštu, vedančiu į teleskopą kalno viršūnėje. 1989 m. pradėtas muziejaus statybos projektas pagal architektų R. Krištapavičiaus ir A. Gudaičio idėjas. Statybos ir rekonstrukcijos darbus atliko UAB „Mitnija“. 1990 m. kovo 15 d. Mokslų akademijos prezidiumo nutarimu buvo įsteigtas Etnokosmologijos muziejus, kuris vėliau tapo Kultūros ir švietimo ministerijos valdomu Etnokosmologijos centru. 1995 m. centras buvo grąžintas prie pirminio pavadinimo – Lietuvos etnokosmologijos muziejus. 2007–2008 m. muziejus buvo rekonstruotas ir atnaujintas pagal Europos struktūrinių fondų paramos sutartį, kurios biudžetas siekė 22,317 milijonų litų. Buvo įsigyta moderni įranga, įskaitant 80 cm skersmens teleskopą lankytojams. Nuo 2008 m. muziejus priima lankytojus, siūlydamas ekskursijas, vidaus ir lauko ekspozicijas bei edukacines programas. 2009 m. muziejų aplankė 46,583 lankytojai, iš kurių 19,688 buvo moksleiviai. Šiuo metu muziejus toliau auga ir plečiasi, siūlydamas unikalią galimybę pažinti Kosminį pasaulį ir lietuvių tautos ryšį su juo.