Galileo系统的基本结构包括空间星座、地面监控设施、服务中心、用户接收机等。Galileo系统由如下几个主要部分组成。

1．空间星座部分
　　如下图所示，30颗中轨道卫星（MEO）组成Galileo的空间卫星星座。卫星均匀地分布在高度约为23616km的3个轨道面上，每个轨道上有10颗，其中包括一颗备用卫星，轨道倾角为56°，卫星绕地球一周约14h22min，这样的布设可以满足全球无缝隙导航定位。卫星的设计寿命为20年，每颗卫星都将搭载导航载荷和一台搜救转发器。卫星发射采用一箭多星的发射方式，每次发射可以把5颗或6颗卫星同时送入轨道。可以满足发射任务的运载火箭有Ariane-5、Soyue等。


图1  伽利略空间星座部分 　　卫星星体围绕指向地球的偏航轴旋转，以保持它的太阳能电池帆板能指向太阳（峰值时可以产生1500W的能量）。星体结构采用矩形箱，有效载荷和卫星平台组装在独立的结构面板上。为了防止动量飞轮或转距杆之类的活动部件对卫星时钟等关键和敏感设备的干扰，要特别注意将它们分隔开。卫星发射质量将达到700kg（包括推进剂）。
　　卫星的有效载荷在卫星上担负着生成所有的时间和导航信号的任务，包括授时、信号发生器和信号发射部分。为了与目前的搜寻与救援服务系统（COSPAS-SARSAT）相兼容，还需要制作专门的天线，以及频率转换、发射和接受平台。授时部分是有效载荷的核心。由原子钟提供精确的时间参考，由此产生的地面位置误差低于30cm。有两种不同的原子钟，即铷原子钟和氢原子钟。铷原子钟质量为3.3kg，已经进入生产设计阶段，该原子钟由激光泵浦激发铷原子振荡，使其频率达到微波级的6.2GHz。另外还在开发更加精确的被动氢原子微波激射器，这项研究开始于2001年，已经研制了电路板实验模型。氢原子钟最终模型质量为15kg，将直接以1.4GHz的频率振动。这种微波激射器的稳定性非常高，卫星绕轨道运行一周只需要一次地面注入。
　　信号发生器部分发出导航信号。信号包括4种码，它们首先与导航电文进行模2加，然后调制载波，最后传到发射部分。导航电文中包括关于星历和时钟参考的信息。目前正在研究导航信号及其频率的生成和调制，一个初期的实验电路板已经制成。
　　发射部分将4个导航信号载波分别放大到50W，然后将这些信号复合到一个输出多路复用器，并传到发射天线。两种功率放大器分别用于Galileo频谱的高、低波段，其工程模型已在2002年底建成；输出多路复用器的工程模型的开发已于2003年初完成；导航天线已在2003年底交付合格的工程模型。无论接收机是直接在卫星下方还是相对卫星只有很低的仰角，这些天线将以类似等通量的能量水平覆盖地球表面。针对搜寻救援服务的有效载荷，正在研发一种专门的发射/接收天线，其工程模型已在2003年底问世。
　　通信和遥感探测功能将由两种不同的模式支持：在大部分ESA项目中用于跟踪（Tracking）、遥测（Telemetry）和遥控（Command）（TT&C）操作的标准模式和基于扩展谱（speread-spectrum）信号的新模式。
　　对于卫星上的TT&C 异频雷达收发机，有极为严格的安全和操作要求。特别是，它们在比地球同步卫星更加恶劣的辐射环境中运行。有可能在一定限度内改变遥控和遥测的操作频率，以适应多星发射抗干扰安全及频率调整的需要。另外，测距使用高稳定的地面时钟参考，可以支持时间传输和时钟同步功能。

2．地面控制部分
　　地面控制部分的两大功能包括导航控制与星座维护以及完好性监控。地面控制部分的构成如下：
　　（1）两个控制中心（GCC）。两个控制中心是地面控制部分的核心，分别位于法国和意大利。GCC的功能是：控制星座，保证卫星原子钟的同步，完好性信号的处理，监控卫星及由它们提供的服务，还有内部及外部数据的处理。GCC由轨道同步与处理设施（OSPF