O Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC) está ligado a uma rede mundial de estações terrestres.
Após o lançamento, os dados do satélite são enviados para estas estações terrestres e, posteriormente, para o ESOC. Esta informação é utilizada para calcular a órbita e verificar o estado do satélite 24 horas por dia, sete dias por semana.
A rede inclui várias estações de grande dimensão na Europa e na Austrália, nomeadamente Kiruna, na Suécia, Redu, na Bélgica, e Villafranca e Cebreros, em Espanha.
Foram construídas algumas estações de menor dimensão noutras partes do mundo, incluindo em Kourou, o porto espacial europeu na América do Sul, e na ilha de Santa Maria, em Portugal. Estas são utilizadas principalmente durante o lançamento e as fases iniciais de uma missão.
Em 2003, foi construída uma nova antena de 35 metros em New Norcia, perto de Perth, na Austrália. Esta antena parabólica gigante, que pesa 120 toneladas, foi concebida para comunicar com missões no espaço profundo, como a Rosetta e a Mars Express. A sua superfície é extremamente lisa, sem saliências superiores a 0,3 mm. Em 2005, foi construída uma antena semelhante em Cebreros, Espanha, e uma nova irá integrar a rede em 2012, em Malargüe, Argentina.
As estações terrestres foram concebidas para funcionar em várias frequências de rádio, semelhantes às utilizadas pelos telemóveis. São tão sensíveis que conseguem captar sinais com a mesma potência que uma lâmpada comum, provenientes de uma nave espacial a milhões de quilómetros de distância.
