“水星”號飛船
“水星”計劃是美國1958年開始實施的第一個載人航天計劃。鑒於當時與前蘇聯競爭的緊迫形勢，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。
“水星”號飛船計劃的主要目的是把載1名航天員的飛船送入地球軌道，繞地球飛行幾圈後安全返回地麵。“水星”飛船計劃始於1958年10月，結束於1963年5月。“水星”號飛船由圓台形座艙和圓柱形傘艙組成，共進行了25次飛行試驗，其中6次載人。在經過了17次不載人飛行試驗後，美國才於1961年5月5日進行了首次載人亞軌道飛行。載人亞軌道飛行試驗成功後，美國於1962年2月20日進行了首次載人軌道飛行，繞地球3圈，飛行4小時55分鍾後返回地麵。
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前蘇聯，突出表現為載人上天的時間落後於前蘇聯，航天運載能力也處於劣勢。
“雙子星座”號飛船
繼用“水星”號飛船完成了首次載人航天發射後，美國又開發了“雙子星座”飛船，作為從“水星”到“阿波羅”計劃之間的過渡。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。該計劃曆時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。“雙子星座”號飛船計劃是為“阿波羅”號飛船計劃提供飛行經驗，準備各種技術條件，提供經過訓練並富有實際飛行經驗的航天員。“雙子星座”號飛船計劃始於1961年11月，結束於1966年11月。這期間共進行了12次飛行試驗，其中2次不載人，10次載人。"雙子星座"號飛船由再入艙和連接艙組成，其飛行試驗重點解決了軌道交會、對接、航天員出艙活動和機動飛行變軌等技術問題。
“阿波羅”號飛船
經美國航宇局和馮·布勞恩等火箭專家論證，提出美國在20世紀60年代經過努力能夠達到而又剛好超出前蘇聯的目標是載人登月。於是，美國總統肯尼迪於1961年5月25日宣布了“阿波羅”載人登月計劃。
“阿波羅”號飛船由指揮艙、服務艙和登月艙組成。1969年7月16日，美國使用“土星”5號運載火箭將載有3名航天員的“阿波羅”11號飛船送入空間，7月21日飛船抵達月球，美國航天員阿姆斯特朗實現了人類登月的夢想。
美國為實施“阿波羅”計劃還研製了“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，以及由逃逸係統、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”登月計劃於1961年5月23日起開始實施，直至1972年12月結束。期間共進行了17次飛行試驗，其中“阿波羅”1號至“阿波羅”6號為無人亞軌道與地球軌道飛行；“阿波羅”7號為載人地球軌道飛行；“阿波羅”8號和9號為載人月球軌道飛行、“阿波羅”11號至“阿波羅”17號為載人登月飛行(隻有“阿波羅”13號失敗)。“阿波羅”計劃共花費240億美元，先後完成6次登月飛行，把12人送上月球並安全返回地麵。它不僅實現了美國趕超前蘇聯的政治目的，同時也帶動了美國科學技術特別是推進、製導、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20世紀60年代全部經費的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。