Ruimtevaartprogramma's uitvoeren vergt middelen. Middelen zoals geld, mensen en expertise. ESA telt meer dan tweeduizend vaste medewerkers in haar grote en kleinere vestigingen wereldwijd.
In het hoofdkantoor in Parijs zijn de belangrijkste programmadirecties gevestigd die het beleid van ESA sturen en formuleren.
Het technisch centrum ESTEC, European Space Research and Technology Centre, in Nederland is de grootste vestiging en het technisch hart van ESA. Hier worden satellieten ontworpen en getest en zowel onbemande als bemande ruimtemissies voorbereid.
Het volgen en begeleiden van Europese ruimtevoertuigen is de taak van het controlecentrum ESOC, European Space Operations Centre, in Duitsland.
In het EAC, European Astronaut Centre, in Duitsland worden astronauten opgeleid voor missies naar het internationale ruimtestation ISS én verder.
In het ESRIN-instituut nabij Rome, Italië, worden ESA's aardobservatieactiviteiten geleid, informatiesystemen ontwikkeld en wordt het project voor Vega-draagraketten beheerd.
In ESAC, European Space Astronomy Centre, in Spanje bevindt zich het wetenschappelijke onderzoekscentrum en archief voor ESA's astronomische en planetaire missies.