La maîtrise d’œuvre d'un programme spatial implique, outre des activités de management, de gestion de contrats et sous-contrats, la nécessité d'une coopération multinationale et la pratique courante de la langue de Shakespeare. C'est à partir de 1973 que Cannes y est venue.
C'est en 1973 que le Centre gagne sa première maîtrise d’œuvre avec le programme de satellites météorologiques Météosat de l'ESA. Avec sept satellites de première génération puis quatre autres de secondes génération, c'est encore, en 2007 après plus de trente ans, le programme "phare" de Cannes!
Les premières maîtrises d’œuvre de satellite de télécommunications viennent en 1981 avec la signature du contrat international avec Arabsat, organisme de la Ligue arabe, celui des satellites de télévision directe du programme franco-allemand TDF 1 & 2, TV-SAT et suédois Tele-X.
Elle oblige le Centre à s'impliquer dans de nouvelles disciplines telles que le marketing international, les négociations avec les agences de lancement, implication dans les centres de contrôle de satellites avec la formation des personnels adéquats permettant de livrer des systèmes « clés en main ». Un tel centre de contrôle permettant la mise à poste des satellites des clients a été installé sur le Centre.
Elle voit le début d'une très longue série basée sur la plate-forme Spacebus générant plus de 50 % du chiffre d'affaires du Centre.
En 2008, les satellites Spacebus étendent leurs capacités aux télécommunications avec les mobiles, grâce à un nouveau contrat avec Inmarsat, signé conjointement avec la visite de Luc Chatel, Secrétaire d'État à l'Industrie, constatant la place de Thales Alenia Space en tant que leader européen et troisième mondial de l'industrie des satellites.
C'est l'ESA qui, en septembre 1984, attribue à Cannes, avec le télescope spatial ISO, sa première grande maîtrise d’œuvre dans le domaine des satellites scientifiques.
ISO sera suivi par le téléscope Herschel et par le satellite Planck, lancés le 14 mai 2009. C'est l'une des grandes aventures de l'astronomie du XXIe siècle qui se précise et dans laquelle le Cannois Thales Alenia Space se trouve au premier rang. Un lancement qui représente le plus important contrat jamais confié à l’industrie dans le domaine des sciences spatiales et qui ouvre une nouvelle aventure : l'observation des rayonnements les plus froids de l'univers. Une nouvelle étape qui permettrait d'accéder au rayonnement fossile de la toute première lumière de l’univers, émise 380 000 ans après le Big Bang, il y a plus de 13 milliards d’années. Ces deux observatoires, les plus complexes jamais réalisés en Europe, seront placés en orbite autour d’un point stable situé à 1,5 millions de km de la Terre, dit point de Lagrange. C'est ce qui leur assurera des conditions thermiques optimales pour observer les rayonnements les plus froids de l’univers.
Dans le cadre de la série des satellites Proteus, certains satellite tel que Corot, sont dédiés à l'astronomie.
C'est Le Centre qui réalise la sonde spatiale Huygens, qui s'est posée sur Titan, satellite de Saturne, le 14 janvier 2005, de la mission Cassini-Huygens.
Cet événement a été illustré par une fresque sur la façade principale du bâtiment de bord de mer, pendant quelques années.
Cinq années plus tard, en janvier 2010, le Centre, célèbre la moisson mirifique de données recueillies.
Plusieurs satellites de télédétection, basés sur la plate-forme Proteus sont réalisés :
Sentinelle 3, un contrat signé par Thales Alenia Space avec l'Agence spatiale européenne, le 14 avril 2008, pour un satellite qui sera réalisé à Cannes, pour une mission d'océanographie ainsi que de surveillance de la végétation sur les terres émergées, un lancement prévu en 2012. L'ESA et Thales Alenia Space mettent en place, c'est une première, un site web permettant de suivre en temps réel la réalisation du satellite avec des commentaires des principaux intervenants.
Ces satellites de haute technologie aideront à la gestion des questions environnementales les plus vitales au cours des prochaines années par leur capacité à fournir régulièrement des informations fiables et de grande précision, à une échelle globale. Le constructeur cannois de l'espace a décidé de communiquer et de participer à la Convention-cadre des Nations Unis de Copenhague.