Weltraumprogramme erfordern entsprechende Ressourcen, d. h. Finanzmittel, Personal und Know-how. Die ESA beschäftigt in ihren großen Niederlassungen und kleineren Einrichtungen in aller Welt knapp über 2 000 ständige Mitarbeiter.
In ihrer Hauptverwaltung in Paris sind die wichtigsten Programmdirektorate angesiedelt, die die Politik der ESA ausarbeiten und leiten.
Größte Niederlassung und technisches Nervenzentrum der ESA ist das Europäische Weltraumforschungs- und Technologiezentrum (ESTEC) in den Niederlanden. Hier werden die wichtigsten Entwurfs- und Technologiearbeiten für die Raumfahrzeuge der ESA, die Weltraumforschung und die bemannte Raumfahrt vorgenommen.
Das Europäische Satellitenkontrollzentrum (ESOC) in Deutschland ist für die Bahnverfolgung und Kontrolle der europäischen Satelliten zuständig.
Im ebenfalls in Deutschland ansässigen Europäischen Astronautenzentrum (EAC) werden Astronauten für ihren Einsatz auf der Internationalen Raumstation (ISS) und Missionen in fernere Gefilde ausgebildet.
Das in Italien in der Nähe von Rom gelegene ESRIN ist mit Erdbeobachtungstätigkeiten, der Entwicklung von Informationssystemen und der Leitung des Projekts für die Kleinträgerrakete Vega betraut.
Das in Spanien angesiedelte Europäische Weltraumastronomiezentrum (ESAC) ist Zentrum für den wissenschaftlichen Betrieb der astronomischen und planetaren Missionen der ESA sowie die Archivierung ihrer wissenschaftlichen Daten.