El telescopio debe ser capaz de rastrear alrededor de la zona de exclusión cenital de 1 grado y reconfigurarse para un nuevo objetivo en 5 minutos. Por esto, el domo debe acelerar y moverse a velocidades angulares de hasta 2 grados por segundo (la velocidad lineal en el diámetro externo es de aproximadamente 5 km/h), lo que plantea desafíos considerables para el sistema de motorización y sus dispositivos de frenado, y hace necesario implementar diversas medidas de seguridad. La rotación de la cúpula es independiente de la estructura del telescopio y existe la suficiente holgura mecánica para permitir el movimiento completo del telescopio dentro del domo abierto o cerrado. Su diseño permite observaciones desde el cenit hasta 20 grados desde el horizonte.

Para evitar vibraciones durante la rotación, el mecanismo giratorio, en la medida de lo posible, se separa estructuralmente de la base de hormigón del domo. Además, se estudió detalladamente la posible propagación de vibraciones desde los cimientos de la cúpula hasta la base del telescopio, a través de los aisladores sísmicos y el sustrato rocoso, para garantizar un movimiento regular sin vibraciones y la precisión requerida para las operaciones de rastreo durante la observación.

La cúpula giratoria, una vez equipada y terminada, tendrá una masa de alrededor 6.100 toneladas, y girará sobre 36 carros estacionarios montados sobre la base, a una altura de 11 metros del suelo. La estructura en sí consiste en una viga redonda con una pista especial en la parte inferior que descansa en las ruedas de los carros. La estructura principal del domo está conformada por tres arcos estructurales que se apoyan en la viga redonda, uno a cada lado de la abertura de observación y otro en la parte trasera. La estructura de la cúpula, que se ensamblará en el sitio, se cierra gracias a una serie de vigas secundarias que permitirán el montaje del revestimiento de aluminio aislado. A través de una compleja serie de accesos dentro de la estructura y las puertas de apertura, el personal de ingeniería podrá llegar a todos los mecanismos de las puertas, las rejillas de ventilación y los equipos instalados.

Cada una de las puertas, que se abren para permitir la observación del cielo nocturno, se mueven sobre tres rieles: una sobre la viga redonda y dos sobre la parte superior. Cuando están abiertas, las puertas proporcionan una abertura de 41 metros y los motores de su sistema tienen suficiente redundancia para garantizar que se puedan cerrar cuando sea necesario, bajo cualquier condición. Además, las puertas estarán dotadas de mecanismos de cierre para lograr la continuidad estructural y con sellos presurizados especiales para garantizar la estanqueidad ambiental cuando estén cerradas. 

El equipo de ingeniería ha realizado pruebas de túnel de viento para calcular las fuerzas de presión que actúan sobre la estructura, tanto en condiciones operativas (puertas abiertas) como en condiciones de supervivencia (puertas cerradas). La estructura también ha sido probada contra terremotos y cargas de nieve.

Dado que la cúpula del ELT tiene una gran abertura, es necesario una pantalla contra el viento para proteger los espejos primario y secundario de la exposición directa, lo que podría afectar negativamente su rendimiento para apuntar objetos. Este parabrisas reduce la velocidad general del viento y, gracias a su permeabilidad, produce un flujo cuasi-laminar a través de la óptica del telescopio para evitar efectos degradantes de visión. El diseño del parabrisas se basa en cuatro segmentos de placa curva que se pueden mover hacia arriba y hacia abajo, dependiendo de la inclinación del telescopio. Por motivos de fiabilidad y seguridad, se implementó la redundancia en el mecanismo. Asimismo, sus segmentos se almacenan a nivel del anillo del domo cuando se retraen a su posición más baja.

El diseño del domo del ELT permite una ventilación suficiente para que la visión no sea limitada. Cuenta con rejillas de ventilación que, junto con los parabrisas, permiten la modulación del flujo de aire dentro de la cúpula. Las rejillas se distribuyen lateralmente hasta las puertas y también hasta la parte trasera del telescopio. El primer anillo se encuentra en la base, justo sobre el edificio auxiliar, lo que permite extraer el aire por debajo del espejo primario.  

El equipo de ingenieros ha hecho simulaciones para analizar el flujo de aire dentro y alrededor de la cúpula y el movimiento del aire dependiendo de la dirección del viento, con respecto a la dirección de observación. Para evitar burbujas de aire caliente, el pavimento en el área entre las bases de la cúpula y del telescopio se separó de la temperatura de la roca con un aislamiento térmico especial. Cuando las puertas están cerradas, los sellos especiales evitan el intercambio de aire y que el polvo entre a la cúpula. 

Un potente sistema de aire acondicionado permite regular la temperatura del aire en su interior y en la estructura del telescopio. Para minimizar los efectos de visión y la deformación térmica de la estructura del telescopio, este sistema de aire acondicionado ajusta la temperatura dentro del domo a la que se espera que haya en el exterior al momento de abrir las puertas, poco después de la puesta del sol. El sistema utiliza una planta enfriadora, ubicada al lado de la meseta del telescopio, que envía las corrientes calientes residuales, en dirección contraria a la predominante del viento, lo suficientemente lejos del telescopio. 

Enfriar el telescopio durante el día es un aspecto crítico para su operación. El sistema de aire acondicionado puede enfriar el telescopio y el volumen interno de la cúpula en 10 °C durante 12 horas, incluso cuando el calor del sol llega directo sobre ella. Para minimizar la transmisión de calor, se insertará una capa aislante entre el revestimiento de aluminio externo y el revestimiento interior de la cúpula.