总述
双子星座号系列飞船是美国的第二代载人飞船，总共进行了12次飞行试验，其中2次无人飞行和10次载人飞行。水星号飞船计划始于1961年11月，结束于1966年11月，历时5年。双子星座计划共耗资12.834亿美元，其中飞船为7.974亿美元，占总费用的62%；运载火箭为4.098亿美元，占总费用的31.93%；支援设施为0.762亿美元（其中用于改造全球通讯设备为5600万美元），占总费用的5.94%。
双子星座计划主要是为阿波罗载人登月计划提供飞行经验、准备各种技术条件。
结构特点
双子星座号飞船形状与水星号飞船相似，基本呈圆锥——钟形，全长5.7米，底部最大直径3米，重约3.0～3.9吨。
返回舱。乘2名航天员，全长3.4米，最大直径2.3米，航天员活动空间2.55米3.总重量1982千克，其中包括2名航天员的体重144千克和座倚的重量426千克。舱内用纯氧，压力340兆帕。
设备舱。长1.4米，最大直径3.05米，重1278千克，其中环控生保系统的重量为117千克。
飞船结构采用分舱段布局原则，把每个分系统的所有部件都放置在一个紧凑的舱体内，这样既便于检查和组装又便于出故障时更换；从第5艘到第12艘双子星座飞船都是用了燃料电池，这种电池结构较简单、紧凑，能耐冲击和振动，体积小、重量轻、比功率高；飞船还采用弹射座椅作为紧急救生手段，它不仅在发射阶段而且在着陆阶段可为航天员提供一种救生手段。
性能特点
双子星座号飞船与水星号飞船相比，作了较大的改进，实现了载2名航天员飞行。飞船设计为手控操纵为主，成为至今为止美国载人空间飞行器中受控程度最高者，在双子星座飞行中，航天员真正成为飞船的驾驶与操纵人员，并且除人对空间环境的适应情况的实验外，还进行了一些技术试验，实现了一些新的空间技术方面的突破，主要包括航天员舱外活动技术和空间飞行器的交会/对接技术，以及使用计算机的自动飞行控制技术。
双子星座计划共进行了10次载人飞行，总计飞行时间971小时48分。
1958年，美国宇航局总部和太空任务小组开始考虑水星载人航天计划之后美国的载人航天计划的目标和任务。以吉尔罗斯和费格特为首的太空任务小组对此尤为关心。他们认为这项计划应在水星计划已完成的任务基础上，主要实现两大目标：载人轨道飞行时间大大延长，达到1周以上；实现飞船在轨道上机动、交会和对接。
当1961年美国制定了阿波罗登月计划后，这一计划的任务更加明确起来，即为完成登月任务探索、试验新技术，最重要的有两方面：一是将载人飞行时间延长到2周，以充分研究人在太空生活和工作的适应性；二是完成两个航天器在轨机动上的交会和对接。这两大任务在登月期间都会遇到。这样，双子星座计划就变成阿波罗计划的辅助项目。
1965年3月双子星座飞船首次载人发射，到1966年11月，双子星座飞船先后进行了9次载人飞行，圆满完成预定任务。此外，双子星座计划还取得了大量对地观测、空间科学试验成果：宇航员共进行了52项实验，其中27项是新技术实验，8项是医学实验，另外17项是科学实验。双子星座飞船还在不同的高度上拍摄了1400张地球彩色照片。
科研意义
飞船完成了空间交会和对接工作，宇航员在开放空间活动长达2小时，最长飞行时间达14天，实现了飞船姿态控制、机动、变轨飞行和受控再入，发展了新型燃料电池，宇航员积累了长时间飞行的经验，包括生理、医学、生活等。为阿波罗计划提供了极其宝贵的经验和科学技术成果。
科技成果
第一，提供了足够执行阿波罗计划的长时间飞行经验，包括生理、医学、生活等方面。
第二，验证了飞船载人条件下温度、供氧、压力长期工作的可靠性和寿命。
第三，完成了最重要的飞行器交会与对接，为载人登月的月球轨道对接方案提供了有力的证据。
第四，完成了长达2小时以上的舱外活动，为宇航员在月面活动积累了经验。
第五，实现飞行器姿态控制、机动和变轨飞行。这是阿波罗计划必不可少的任务。
第六，实现受控再入，提高了落点精度，为宇航员的安全提供了更大的保证。
第七，飞船分成几段，在再入时只回收载人舱。阿波罗飞船也采用了这种格局。
第八，双子星飞船的新型燃料电池获得了验证和改进，它成功用于阿波罗飞船。
第九，双子星飞船存在的一些问题，如姿态控制系统的可靠性、救生系统故障、宇航服笨重、太空行走困难等被阿波罗计划广泛吸取并加以改进。
第十，双子星计划还提供了宇航员训练、太空生活等方面的经验。此外，双子星计划的历次飞行对阿波罗计划任务的确定提供了直接的指导。
第十一，远距离对地通讯获得发展和验证。双子星座号飞船。
第十二，地面各控制台站的工作满足远程太空飞行的要求。此外，该计划还在对地观测、科学试验方面取得大量成果。