美国为谋求和保持空间领先地位，在空间竞赛中战胜苏联，自1958年成立航宇局以来实施了一系列载人航天计划。
从水星到阿波罗计划
水星计划是美国1958年开始实施的第一个载人航天计划。鉴于当时与苏联竞争紧迫形势，该计划的基本指导思想是尽可能利用已经掌握的技术和成果，以最快的速度和简单可靠的方式抢先把人送上天。但事实上，当苏联于1961年4月12日把航天员加加林送上天成功地完成轨道飞行时，水星飞船尚处于无人试验阶段，直到1962年才进行首次载人轨道飞行。水星计划于1963年结束，共完成25次飞行试验，其中包括4次动物飞行，2次载人弹道飞行，4次载人轨道飞行，耗资约4亿美元。
美国通过水星计划证明人能够在空间环境中生存和有效地驾驶飞船，也取得了载人飞船设计的初步经验。但是在这一回合的载人航天竞争中输给了苏联，突出表现为载人上天的时间落后于苏联，航天运载能力也处于劣势。为改变这种局面，经美国航宇局和冯·布劳恩等火箭专家论证，提出美国在60年代经过努力能够达到而又刚好超出苏联能力的目标是载人登月。于是，美国总统肯尼迪于1961年5月25日宣布了阿波罗载人登月计划。
作为从水星到阿波罗计划之间过渡，美国于1961年11月至1966年11月实施了双子星座计划。其主要任务是研究、发展载人登月的技术和训练航天员长时间飞行及舱外活动的能力。该计划历时5年，完成了10次环地轨道载人飞行，每次2人，共花费12.8亿美元。此外，美国为实施阿波罗计划还研制了徘徊者、勘测者、月球轨道环行器无人月球探测器、土星族重型运载火箭，以及由逃逸系统、指令舱、服务舱和登月舱组成的阿波罗飞船，这些工作为1969年把人送上月球奠定了坚实的技术基础。
阿波罗计划从1961年开始实施至1972年结束，共花费240亿美元，先后完成6次登月飞行，把12人送上月球并安全返回地面。它不仅实现了美国赶超苏联的政治目的，同时也带动了美国科学技术特别是推进、制导、结构材料、电子学和管理科学的发展。但是，阿波罗计划耗资太大，几乎占用了航宇局60年代部经费的3/5，严重影响了美国空间科学和空间应用领域的发展，迫使美国重新考虑下一步的航天目标。
