Siedziba organizacji znajduje się w Paryżu. Agencja powstała w 1975 r. z połączenia jej poprzedniczek – Europejskiej Organizacji Badań Kosmicznych (ESRO) i Europejskiej Organizacji Rozwoju Rakiet Nośnych (ELDO).

ESA zatrudnia ok. 1900 osób, a jej budżet na rok 2012 wynosi 4 mld euro. Główny ośrodek ESTEC (European Space Research and Technology Centre) znajduje się w Noordwijk aan Zee w Holandii, Instytut Badawczy ESRIN (European Space Research Institute) mieści się we Frascati (Włochy), zaś siedzibą Centrum Operacji Kosmicznych ESOC (European Space Operations Centre) jest niemieckie miasto Darmstadt. W Niemczech (Kolonia) znajduje się też ośrodek szkolenia astronautów EAC (European Astronauts Centre). Kosmodrom należący do ESA znajduje się w Kourou w Gujanie Francuskiej, gdzie znajduje się Gujański Ośrodek Kosmiczny. Położenie blisko równika sprzyja zadaniu wysyłania na orbitę sztucznych satelitów.