ESA består av åtte , tre og bakkestasjonsnettverket . De åtte sentrene er: Hovedkvarteret (ESA-HQ) (engelsk: ESA Headquarters) styrer og administrerer resten av ESA og ligger i Paris i Frankrike. Det europeiske romforsknings- og teknologisenteret (ESTEC) (engelsk: ) har hovedansvaret for utvikling av romfartøyer og tilknyttet teknologi og er plassert i Noordwijk i Nederland. Det europeiske kontrollsenteret (ESOC) (engelsk: ) har ansvaret for kontrollen av satellitter etter oppskytningen og ligger i Darmstadt i Tyskland. Det europeiske astronautsenteret (EAC) (engelsk: ) trener europeiske astronauter til fremtidige oppdrag og ligger i Köln i Tyskland. Det europeiske romforskningsinstituttet (ESRIN) (engelsk: ) innsamler, lagrer og fordeler de innsamlede data og er ESAs informasjonsteknologisenter. Det ligger i Frascati utenfor Roma i Italia. Det europeiske romastronomisenteret (ESAC) (engelsk: ) har ansvaret for astronomi og utforskning av solsystemet. Det ligger i Villanueva de la Cañada utenfor Madrid i Spania. Fransk Guyana Romfartssenter (CSG) (fransk: ) er ESAs oppskytningssenter og ligger i Kourou i Fransk Guyana. Sentret i Redu er en bakkestasjon som driver med målfølging (engelsk: ) av ESAs romfartøyer, og med testing av kommunikasjons- og navigasjonssatellitter. Det ligger i landsbyen Redu i Belgia.