美國為謀求和保持空間領先地位，在空間競賽中戰勝蘇聯，自1958年成立航宇局以來實施了一系列載人航天計劃。

　　從水星到阿波羅計劃

　　水星計劃是美國1958年開始實施的第一個載人航天計劃。鑒于當時與蘇聯競爭緊迫形勢，該計劃的基本指導思想是盡可能利用已經掌握的技術和成果，以最快的速度和簡單可靠的方式搶先把人送上天。但事實上，當蘇聯于1961年4月12日把航天員加加林送上天成功地完成軌道飛行時，水星飛船尚處于無人試驗階段，直到1962年才進行首次載人軌道飛行。水星計劃于1963年結束，共完成25次飛行試驗，其中包括4次動物飛行，2次載人彈道飛行，4次載人軌道飛行，耗資約4億美元。

　　美國通過水星計劃證明人能夠在空間環境中生存和有效地駕駛飛船，也取得了載人飛船設計的初步經驗。但是在這一回合的載人航天競爭中輸給了蘇聯，突出表現為載人上天的時間落后于蘇聯，航天運載能力也處于劣勢。為改變這種局面，經美國航宇局和馮·布勞恩等火箭專家論證，提出美國在60年代經過努力能夠達到而又剛好超出蘇聯能力的目標是載人登月。于是，美國總統肯尼迪于1961年5月25日宣布了阿波羅載人登月計劃。

　　作為從水星到阿波羅計劃之間過渡，美國于1961年11月至1966年11月實施了雙子星座計劃。其主要任務是研究、發展載人登月的技術和訓練航天員長時間飛行及艙外活動的能力。該計劃歷時5年，完成了10次環地軌道載人飛行，每次2人，共花費12.8億美元。此外，美國為實施阿波羅計劃還研制了徘徊者、勘測者、月球軌道環行器無人月球探測器、土星族重型運載火箭，以及由逃逸系統、指令艙、服務艙和登月艙組成的阿波羅飛船，這些工作為1969年把人送上月球奠定了堅實的技術基礎。

　　阿波羅計劃從1961年開始實施至1972年結束，共花費240億美元，先后完成6次登月飛行，把12人送上月球并安全返回地面。它不僅實現了美國趕超蘇聯的政治目的，同時也帶動了美國科學技術特別是推進、制導、結構材料、電子學和管理科學的發展。但是，阿波羅計劃耗資太大，幾乎占用了航宇局60年代部經費的3/5，嚴重影響了美國空間科學和空間應用領域的發展，迫使美國重新考慮下一步的航天目標。