La idea de crear una agencia espacial independiente en Europa se remonta al comienzo de la decada de los 60. En 1962, seis países europeos (Bélgica, Francia, Alemania, Italia, Holanda y el Reino Unido) junto con Australia, se unieron para formar ELDO (European Launcher Development Organisation), para desarrollar un sistema de lanzamiento.
En 1962, los mismos países junto con Dinamarca, España, Suecia y Suiza formaron ESRO, European Space Research Organisation, para comprometerse a desarrollar los programas de satélites. Diez años después estos socios decidieron unir las actividades de las dos organizaciones dentro de una misma. En Julio de 1973 se realizó en Bruselas una conferencia interministerial en la cual se asentó la idea de crear la Agencia Espacial Europea (ESA). En 1975, Irlanda solicitó su unión a esos diez países para pasar a formar parte de ESA. El 30 de Octubre de 1980 se procedió a la firma final que ratificó la convención proporcionando la existencia legal a ESA.
Desde entonces se han unido tres nuevos países: Austria, Noruega y Finlandia. Con Canada se han firmado unos acuerdos de cooperación que le permiten participar en algunos programas de ESA.