CERN进行非正式的磋商。最终，ESO与CERN在1970年签署了合作协议。在几个月之后，ESO在日内瓦的CERN建筑内建立了自己的望远镜部门。ESO的星图实验室也设立在CERN的建筑内。ESO的欧洲部门在1980年迁移至新的ESO总部，位于德国，靠近慕尼黑的加兴。
机构.ESO的总部始终都在德国，而它的望远镜和仪器都在智利。这个组织运作着一些世界上规模最大、最先进的观测设施都在该国北部的三个地点：这些都是南半球的天文观测最佳地点。ESO最有野心勃勃的计画是欧洲极大望远镜