Družice mají unikátní schopnost nepřetržitě monitorovat celou Zemi a poskytují nám tak zásadně důležité informace o jejím neustále se měnícím prostředí. Z vesmíru monitorujeme přírodní i člověkem vyvolané události jako jsou povodně, lesní požáry, změny ledové pokrývky, růst hladin světového oceánu a ropné skvrny na moři.
Družice pozorování Země ESA zajistily Evropě vedoucí roli v chápání zemského ekosystému. Již od roku 1978 poskytují družice Meteosat cenná data pro odborníky na meteorologii, zatímco družice Envisat a ERS umožnily vědcům shromáždit téměř dvacetiletou sadu dat o procesech v životním prostředí a změnách klimatu.
Družice Earth Explorer přináší vědecké komunitě přelomové technologie, schopné zkoumat specifické problémy a interakce mezi atmosférou, biosférou, hydrosférou, kryosférou a zemským nitrem a dopady aktivit člověka na přírodní procesy na Zemi.
Mise Earth Watch zajistí kontinuitu datových řad a umožní existenci provozních služeb. Nyní je v provozu několik družic vyvinutých ve spolupráci s EUMETSAT – dvě družice Meteosat druhé generace a první evropská meteorologická družice s polární dráhou, MetOp-A. Dále se vyvíjí pět typů misí Sentinel, jako součást iniciativy Evropské unie pro Globální monitoring životního prostředí a bezpečnosti, GMES.