La NASA è stata fondata nel 1958 , succedendo al National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). La nuova agenzia doveva avere un orientamento distintamente civile, incoraggiando applicazioni pacifiche nella scienza spaziale. Dalla sua istituzione, la maggior parte degli sforzi di esplorazione spaziale degli Stati Uniti sono stati guidati dalla NASA, compresa la missione di atterraggio sulla Luna dell'Apollo.La scienza della NASA è focalizzata su una migliore comprensione della Terra attraverso il Sistema di Osservazione esplora corpi in tutto il Sistema Solare con veicoli spaziali robotici avanzati.

Man mano che la NASA si avventura più lontano nel cosmo, l'esperienza degli astronauti cambierà. Per prepararsi alle sfide durante le future missioni su Marte, la NASA studierà come gli individui altamente motivati rispondono sotto il rigore di una simulazione a lunga durata.Queste missioni includono tre simulazioni della superficie di Marte della durata di un anno con sede presso il Johnson Space Center della NASA. Queste simulazioni aiuteranno enormemente la ricerca per sviluppare metodi e tecnologie per prevenire e risolvere potenziali problemi nelle future missioni di volo spaziale umano sulla Luna e su Marte. Ogni missione sarà composta da quattro membri dell'equipaggio che vivranno e lavoreranno in un modulo di 150 metri quadrati stampato in 3D, chiamato Mars Dune Alpha. L'habitat simulerà le sfide di una missione su Marte, comprese limitazioni delle risorse, guasti alle apparecchiature, ritardi nelle comunicazioni (ogni messaggio inviato da Marte ha bisogno di 20 minuti per raggiungere la terra, e la risposta ha bisogno di altrettanto tempo) e altri fattori di stress ambientale.

2020 e costituita da un lander, un orbiter e un modulo di ascesa, ha prelevato e riportato sulla Terra con successo circa 2 Kg di rocce lunari. L'agenzia spaziale indiana ha lanciato il 22 ottobre 2008 l'orbiter lunare Chandrayaan-1. La missione, della durata prevista di due anni, consisteva nel creare una mappa lunare tridimensionale e condurre una mappatura chimica e mineralogica della superficie e rilasciare la sonda Moon Inpact Rover che è impattata sulla superficie il 14 novembre. Tra le varie scoperte scientifiche, la sonda ha confermato la presenza di molecole d'acqua nel suolo lunare. La missione successiva è stata lanciata il 22 luglio 2019 ed era costituita da un orbiter, un lander e il rover Pragyan. L'atterraggio del lander e del rover è fallito a causa di un malfunzionamento. Nel 2009 la NASA ha lanciato la missione Lunar Reconnaissance Orbiter, che ha creato una mappa tridimensionale ad alta risoluzione della superficie e ha trasportato la sonda da impatto LCROSS. L'impatto, avvenuto il 9 ottobre 2009 nei pressi del cratere Cabeo, ha permesso di studiare i detriti sollevati dalla collisione, e ha fornito ulteriori evidenze della presenza di acqua. Nel 2011, la missione GRAIL ha portato in orbita lunare due sonde per misurare le anomalie del campo gravitazionale lunare e desumere informazioni sulla composizione della crosta e del mantello. La missione si è conclusa nel 2012. La sonda israeliana Beresheet, un dimostratore tecnologico di un lander che sarebbe dovuto essere la prima sonda finanziata privatamente a raggiungere la Luna, ha tuttavia fallito l'atterraggio l'11 aprile 2019.

Nel 2015 l'Agenzia Spaziale Russa ha previsto di mandare nuovamente l'uomo sulla Luna nel 2030 per installarvi una base permanente.