冷战时期，美、苏两国在空间技术上的竞赛进入了白热化程度。苏联宇航员尤里·加加林乘坐“东方号”宇宙飞船成功后，当时的美国总统肯尼迪在1961年5月25日宣布，力争10年内把一个美国人送上月球，这就是著名的“阿波罗”登月计划。
“阿波罗”登月工程分为三个阶段。
1961年5月至1965年3月的“水星”计划为第一阶段。美国首先发射一系列“徘徊者”号月球探测器进行近日拍摄，接着确定了约翰·霍博特方案为登月计划。
1961年5月起两年中美国共发射6艘“水星”系列飞船，进入载人试飞阶段，小艾伦·谢泼德由此成为美国第一个太空人。
当时飞船的座舱只能坐1名宇航员，飞行时间最长为两天。“水星”计划主要目的是试验各系统的性能，考察失重对人体及工作能力的影响，以及人对超重的忍耐力。
第二阶段是“双子星座”计划。
从1965年3月到1966年11月，该计划共进行了10次载人飞行，累计40天9小时53分，主要任务是在轨道上进行手控操纵，机动飞行、会合对接及宇航员的舱外活动。
1965年6月3日，“双子星座”4号驾驶员怀特进行了首次太空行走。1966年3月16日，“双子星座”8号在轨道上与无人飞船“阿吉纳8号”对接成功，解决了会合对接中的重大技术问题。
而1966年5月到1968年1月，美国共发射了7个“勘测者”号月球探测器，进行月同面着陆试验。1966年8月到1967年8月又发射了5个“月球轨道飞行器”，选择了8个降落地点。
最后阶段于1966年正式实施，1至6号飞船的无人驾驶试飞和最后7号到9号三次载人模拟登月试飞为人类的登月行动完成了全部的技术准备。
当然研究的过程也遭遇了一些挫折。例如，“阿波罗”4号的焚毁，10号的故障都证明了登月工程的艰难。
1969年7月16日，“阿波罗”11号不负众望，带着人类的登月梦想降落在空旷宁静的月面上。此后，美国继续进行登月活动。最后辉煌的阿波罗计划随着“阿波罗”17号的返回宣告结束。
为完成“阿波罗”计划，美国宇航局一共动员2万家企业，200余所大学和80多个科研机构参与，总人数超过30万。虽然这个工程带有政治背景，但也为世界航天史记下了光辉灿烂的一页。