L'Agenzia spaziale europea (ESA, European Space Agency), è un'agenzia internazionale fondata il 30 maggio 1975 incaricata di coordinare i progetti spaziali di 22 Paesi europei. Il suo quartier generale si trova a Parigi in Francia, con uffici a Mosca, Bruxelles, Washington e Houston. Il personale dell'ESA del 2016 ammontava a 2.200 persone (esclusi sub-appaltatori e le agenzie nazionali) e il budget del 2022 è stato di 7,15 miliardi di euro, principali finanziatori: Francia (24,5%), Germania (21,1%) e Italia (14,1%) . Attualmente il direttore generale dell'agenzia è l'austriaco Josef Aschbacher.
Lo spazioporto dell'ESA è il Centre Spatial Guyanais a Kourou, nella Guyana francese, un sito scelto, come tutte le basi di lancio, per via della sua vicinanza con l'equatore. Durante gli ultimi anni il lanciatore Ariane 5 ha consentito all'ESA di raggiungere una posizione di primo piano nei lanci commerciali e l'ESA è il principale concorrente della NASA nell'esplorazione spaziale.
Le attività dell’ESA sono distribuite in centri dislocati nei vari paesi europei: le missioni scientifiche dell'ESA hanno le loro basi al Centro europeo per la ricerca e la tecnologia spaziale (ESTEC) di Noordwijk, nei Paesi Bassi, il Centro europeo per le operazioni spaziali (ESOC) si trova a Darmstadt in Germania ed è responsabile del controllo dei satelliti ESA in orbita. Le responsabilità del Centro europeo per l'osservazione della Terra (ESRIN) di Frascati, in Italia, includono la raccolta, l'archiviazione e la distribuzione di dati satellitari ai partner dell'ESA; oltre a ciò, la struttura agisce come centro di informazione tecnologica per l'intera agenzia.
Il Centro europeo per gli astronauti (EAC) è situato a Colonia, in Germania, ed è un centro per la selezione, l'addestramento, il supporto medico degli astronauti, oltre al supporto per le preparazioni al lancio e durante le missioni. Il Centro europeo per l'astronomia spaziale (ESAC), situato a Villanueva de la Cañada, in Spagna, è il centro ESA per la ricerca astronomica. Infine il Centro europeo per le applicazioni spaziali e le telecomunicazioni (ECSAT) nell'Oxfordshire, Regno Unito, si occupa di tecnologia spaziale e telecomunicazioni.
Le attività dell'ESA sono raggruppate in due categorie: i programmi "obbligatori" e quelli "facoltativi". I programmi svolti nell'ambito del budget generale e di quello del programma scientifico sono obbligatori e comprendono le attività di base dell'Agenzia (l'esame di progetti futuri, la ricerca tecnologica, gli investimenti tecnici comuni, i sistemi informativi, i programmi di formazione). Tutti i paesi membri contribuiscono a questi programmi proporzionalmente al loro reddito nazionale.
Gli altri programmi, detti "facoltativi", interessano solo alcuni dei paesi membri che sono liberi di stabilire il loro livello di partecipazione. I programmi facoltativi riguardano settori come l'osservazione della Terra, le telecomunicazioni, il trasporto spaziale e il volo spaziale con equipaggio umano. Anche i progetti della stazione e delle piattaforme spaziali, così come le ricerche in microgravità, sono finanziati nell'ambito dei programmi facoltativi.
La flotta ESA è composta da 3 lanciatori, l’Ariane 5 (con un carico utile massimo di 6-10 tonnellate), il Sojuz (3 tonnellate di carico utile) e il lanciatore Vega (con 1,5 tonnellate). Il lancio dei razzi è gestito dall'Arianespace, una società controllata dall'ESA e dal CNES (una quota minore è gestita dall'EADS) che utilizza il Centro Spaziale Guianese ESA nella Guyana francese come base di lancio. Dato che molti satelliti hanno un'orbita equatoriale il lancio da una zona equatoriale facilita i lanciatori e permette di trasportare un carico utile superiore a quello trasportato da un razzo lanciato da una base nordica.
Gli obiettivi primari dell’ESA comprendevano ricerche scientifiche svolte con sonde automatiche ma a partire dal 1978 iniziò anche un programma di esplorazione umana dello spazio, inizialmente a bordo di navicelle sovietiche e poi anche statunitensi, principalmente rivolte a operazioni a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
Il Corpo astronauti è attualmente composto da quattordici membri provenienti da Belgio, Danimarca, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Regno Unito e Svezia. Sei nuovi astronauti ESA sono stati selezionati nel maggio 2009, dopo una campagna di reclutamento lunga un anno, e hanno iniziato il loro addestramento base all'EAC nel settembre 2009.
Tra gli astronauti in servizio attivo ricordiamo gli italiani Paolo Nespoli, Roberto Vittori, Samantha Cristoforetti e Luca Parmitano. Non fa più parte del corpo astronauti invece Umberto Guidoni, che con la missione STS-100 nel 2001 è stato il primo astronauta europeo a bordo della ISS.
Ad oggi, l’attività dell’ESA è rivolta alla costruzione e manutenzione dell’ISS con moduli come Columbus, il modulo contenente il laboratorio scientifico, installato nel febbraio 2008 durante la missione STS-122 della NASA, e il modulo di osservazione Cupola che è stato completato nel giugno 2005 da Alenia Spazio per conto dell'ESA e installato nel febbraio 2010 con la missione STS-130.
L'ESA ha contribuito inoltre al rifornimento della Stazione Spaziale Internazionale con la propria navetta da carico appositamente progettata e costruita ATV, cioè Automated Transfer Vehicle dal 2008 al 2015.