Die Wissenschaftler und Ingenieure der ESO arbeiten mit ihren Kollegen aus europäischen Industriefirmen und aus anderen europäischen Forschungsinstituten zusammen, um Schlüsseltechnologien für die Zukunft zu entwickeln. Ohne die aktive und hochmotivierte Mitarbeit diverser Unternehmen aus allen Mitgliedsstaaten sowie aus Chile ließen sich die ehrgeizigen Ziele der ESO nicht erreichen. Die europäische Industrie spielt dabei eine tragende Rolle. Technologietransfer ist – über die grundlegende Bedeutung von Forschung und Entwicklung hinaus – ein wichtiger zusätzlicher gesellschaftlicher Nutzen der ESO-Projekte, der insbesondere den Mitgliedsstaaten zugute kommt.

Die Technik, um die es geht, ist vielfältig. Forschung und Entwicklung wird beispielsweise im Bereich neuer optomechanischer und optoelektronischer Systeme betrieben, und zur hochpräzisen Steuerung und Kontrolle schwerer Maschinenteile. Andere Projekte betreffen die Hardware und die Software für komplexe Teleskope, die astronomischen Kameras, Spektrografen und weitere Instrumente, die fortgeschrittene Mathematik moderner Bildanalysemethoden, sowie Techniken zum effektiven Umgang mit riesigen Datenmengen. ESO hat das revolutionäre System der "aktiven Optik" entwickelt, und eine wichtige Rolle bei der Entwicklung (des nicht-militärischen Teils) der "adaptiven Optik" gespielt. Entsprechende optische Systeme spielen nicht nur eine Schlüsselrolle für alle zukünftigen Großteleskope, sondern haben auch jenseits der Astronomie wichtige Anwendungsbereiche gefunden. Ein Beispiel ist die Wellenfront-Analyse, die in der modernen Medizin in der Laserchirurgie zur genaueren Korrektur von Sehstörungen eingesetzt wird.

Bei der Entwicklung neuer Technologien unterhält die ESO enge Beziehungen zu einer Vielzahl von Forschergruppen an universitären und anderen Forschungsinstitutionen in ihren Mitgliedsländern und darüber hinaus. Astronomen aus den Mitgliedsstaaten sind aktiv sowohl an der Planung wie auch an der Konstruktion der wissenschaftlichen Instrumente für das VLT/VLTI und für andere – zum Teil erst in der Entwicklung befindliche – Teleskope beteiligt. Die Entwicklung solcher Präzisionsinstrumente stellt für die besten nationalen Forschungsinstitute eine einmalige Gelegenheit dar, und hilft ihnen, die besten jungen Wissenschaftler und Ingenieure als Mitarbeiter zu gewinnen.