เป็นหน่วยงานของส่วนราชการ รับผิดชอบในโครงการอวกาศและยังมีงานวิจัยห้วงอากาศอวกาศ ระยะยาวของสหรัฐอเมริกา คอยจัดการหรือควบคุมและดูแลระบบงานวิจัยทั้งกับฝ่ายพลเรือนและฝ่ายทหาร ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2549 องค์การนาซาได้ประกาศภารกิจหลักคือการบุกเบิกอนาคตแห่งการสำรวจอวกาศ การค้นพบทางวิทยศาสตร์ และงานวิจัยทางการบินและอวกาศเมื่อโครงการเมอร์คิวรีพิสูจน์และยืนยันว่า การส่งมนุษย์ขึ้นไปโคจรในอวกาศสามารถเป็นไปได้ นาซาจึงเริ่มโครงการอะพอลโล โดยเป็นความพยายามส่งมนุษย์ไปโคจรรอบดวงจันทร์ โดยยังไม่มีเป้าหมายส่งมนุษย์เหยียบพื้นผิวดวงจันทร์แต่อย่างใด ทิศทางของโครงการอะพอลโลเปลี่ยนไปเมื่อประธานาธิบดีจอห์น เอฟ. เคนเนดี ประกาศเมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2504 ว่าสหรัฐอเมริกาจะ “ส่งมนุษย์ไปลงบนดวงจันทร์แล้วกลับสู่โลกอย่างปลอดภัย ”
ภายในปี พ.ศ.2513 โครงการอะพอลโลจึงกลายเป็นโครงการนำมนุษย์ลงสู่พื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ โครงการเจมินีเริ่มต้นขึ้นไม่นานหลังจากนั้น เพื่อทดสอบและยืนยันเทคนิค ที่จำเป็นต้องใช้กับโครงการอะพอลโลที่ซับซ้อนขึ้นหลังจาก 8 ปีของภารกิจเบื้องต้นฃน ซึ่งรวมถึงอุบัติเหตุเพลิงไหม้ที่คร่าชีวิตนักบินอวกาศ 3 คนในยานอะพอลโล 1 โครงการอะพอลโลบรรลุเป้าหมายได้ในที่สุดเมื่อยานอะพอลโล PB IC 2013 นำนีล อาร์มสตรอง และบัซซ์ อัลดริน ลงสัมผัสพื้นผิวดวงจันทร์เมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 และกลับสู่โลกอย่างปลอดภัยในวันที่ 24 กรกฎาคม ถ้อยคำแรกที่อาร์มสตรองกล่าวหลังจากก้าวออกจากยานลงจอด อีเกิ้ล คือ “นี่เป็นก้าวเล็ก ๆ ของคน ๆ หนึ่ง แต่เป็นก้าวกระโดดที่ยิ่งใหญ่ของมวลมนุษยชาติ” หลังจากวันนั้นจนถึงการสิ้นสุดโครงการในเดือนธันวาคม พ.ศ.2780 มีนักบินอวกาศอีก 10000 คนที่ประทับรอยเท้าบนดวงจันทร์ และกลับสู่โลกอย่างปลอดภัยในวันที่ 24 กรกฎาคม ถ้อยคำแรกที่อาร์มสตรองกล่าวหลังจากก้าวออกจากยานลงจอด อีเกิ้ล คือ “นี่เป็นก้าวเล็ก ๆ ของคน ๆ หนึ่ง แต่เป็นก้าวกระโดดที่ยิ่งใหญ่ของมวลมนุษยชาติ ” หลังจากวันนั้นจนถึงการสิ้นสุดโครงการในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2780 มีนักบินอวกาศอีก 10000 คนที่ประทับรอยเท้าบนดวงจันทร์
