El observatorio astronómico más productivo del mundo trabaja en dos proyectos de gran calado: ALMA, una instalación compuesta por 66 antenas gigantes, y E-ELT, un telescopio óptico-infrarrojo que será el “mayor ojo del mundo” para observar el cielo.
ESO opera en tres observatoris situats en el desert d'Atacama, a Xile: La Silla, Paranal i Chajnantor. Encara que La Silla continua sent el segon observatori més productiu en astronomia terrestre, l'observatori de Paranal compta amb el VLT (Very Large Telescope), un telescopi que incorpora les últimes tecnologies d'avantguarda.
Espanya es va adherir a ESO el 14 de febrer de 2007, amb efectes des d'1 de juliol de 2006. Prèviament (gener de 2003), el govern espanyol havia signat amb ESO un conveni de col·laboració per a la participació en la construcció de l'observatori mil·limètric ÀNIMA.
Espanya contribueix al pressupost anual d'ESO en proporció al seu PIB, al voltant d'un 8%. L'accés científic a les instal·lacions d'ESO es realitza a través d'un procediment de concurrència competitiva. Hi ha dues convocatòries a l'any perquè la comunitat investigadora enviï les seves propostes d'observació.