美國航空航天總署

蘇聯於1957年10月4日成功地將第一枚人造衞星斯普特尼克1號送入太空之後，美國的注意力轉移到自己正在起步的航天工業發展。國會受到此一史潑尼克危機的震撼，要求政府立即採取行動，但艾森豪總統與其顧問團則認為應該更審慎地考量，在數個月的商議後，認為有必要成立一個全新的政府機構，以領導所有非軍事太空行動。

美國的第一顆環地球人造衞星“探險者1號”在1958年1月31日發射昇空。同年7月29日，艾森豪總統簽署了NASA的成立，1958年10月1日NASA正式成立。NASA以擁有46年曆史的研究機構國家航空諮詢委員會（NACA）的四個主要實驗機構與其中80名成員改組而成。由在戰後遷移美國的前德國火箭專家沃納·馮·布勞恩所領導的德國火箭計劃，對於美國進入太空競賽領域有著重大的貢獻，被譽為“美國太空計劃之父”。陸軍彈道飛彈署（Army Ballistic Missile Agency）和美國海軍研究實驗室（Naval Research Laboratory）的一部份也整合到NASA的組織裏。 ^[1] 

原計劃中，在水星計劃和雙子星座計劃結束之後的阿波羅計劃啓動，以在太空中做“有意思”的工作，甚至把宇航員送入月球軌道（並未計劃登月）。肯尼迪總統在1961年5月25日的演説中聲稱美國應該在1970年以前“把一個宇航員送到月球上並把他安全帶回來”使得阿波羅計劃被迅速調整。阿波羅計劃也就變成了載人登月計劃。雙子星座計劃很快變成了為複雜得多了的阿波羅計劃提供輔助航天器技術的任務。

包括阿波羅1號中美國第一次有宇航員犧牲的事件，阿波羅8號首次航天器環繞月球的壯舉在內，8年的初期準備之後，阿波羅計劃為阿波羅11號派遣尼爾·阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林於1969年7月20日登月並於7月24日返回做好了準備。在踏出登月艙之後，阿姆斯特朗説道：“這是一個人的一小步，也是全人類的一大步。”到1972年為止，共有12個宇航員登月成功。

美國國家航空和太空管理局贏得了登月競賽，但在某種意義上失去了方向，至少失去了以保持保證國會批准高額預算的來自公眾的關注和興趣。約翰遜總統下台之後，美國太空總署失去了其主要的政治支持，火箭科學家沃納·馮·布勞恩被派到華盛頓遊説政客。作為後續計劃，建立宇宙空間站，建立月球基地，並在1990年前由宇航員登陸火星的想法被提出，但是土星火箭和阿波羅計劃所使用的設備卻無法支持這些目標。阿波羅13號氧氣罐爆炸近乎失事而差點損失全部3名宇航員的性命，引起了全國上下的注意和關切。儘管阿波羅計劃一直安排到阿波羅20號，阿波羅17號為她的母計劃畫上了句號。這個計劃因為預算緊縮（部分因為越南戰爭的高額支出），和建造可重複使用航天器的計劃而結束。 ^[1] 

包括馬克·韋德（Mark Wade）在內的一些評論家指出，NASA在載人飛行的計劃中陷入了停滯不前的狀況。美國政府花費數十億美元完成的阿波羅計劃以及土星計劃中使用的航天器自1970年起就不再被使用。雖然阿波羅計劃結束之後NASA的財政預算被大幅縮減，但機構內的官僚作風卻沒有改變，導致嚴重的鋪張浪費，而且器械也沒有保持在最佳狀態。

NASA不考慮建造新的替補航天飛機，而是轉而研發新的奧賴恩計劃。NASA的載人航天計劃依靠的仍是航天飛機，但當2011年機隊退役之後，美國已經不能將人送入宇宙，而需要仰賴俄國。航天飛機擔任的任務包括為在建的國際空間站運送主要的建築構件和材料。在1986年和2003年的兩次重大事故中，已有兩架航天飛機被毀，導致14位航天員死亡。其中，1986年失事的挑戰者號是一架用替換零件拼湊的航天飛機。而2003年的哥倫比亞號則造成美國國內對航天飛機未來的信心大減。因而導致了外包廠商的機會，Space X是一個未來的機會，將能讓美國人重新坐上美國製造的太空船，回到近地軌道。

NASA計劃出現的問題導致了國際空間站計劃的停滯不前。按照原計劃，國際空間站在2005年應達到七名宇航員的配置，但卻只有最基本的兩名，以致很多計劃中的研究項目被推遲。其他在國際空間站的項目上投了巨資（比如歐洲空間局）的國家因此擔心國際空間站會像太空實驗室一樣以失敗告終。同時，歐洲國家和日本對國際空間站的貢獻也已經落後於時間表。

2004年，美國政府提出了代替宇宙飛船的機組探測飛行器計劃，以允許航天局再次將宇航員送至月球。此計劃後來演變為後來的獵户座飛船計劃。 ^[1] 

水星計劃 ^[2] 

太陽神計劃

天空實驗室

國際太空站（與俄羅斯、加拿大、歐洲、巴西以及日本合作）

探索者計劃

TIMED (電離層熱層及中間層能量學和動力學研究)

遊騎兵計劃

月球軌道計劃

月球勘測者號

月球礦藏製圖（計劃於2007年進行）

月球偵查軌道器

金星計劃

麥哲倫

海盜1及2號

火星觀測者號

火星氣候軌道器

火星極地着陸器

火星環球測量者

火星奧德賽號

火星探測車

火星偵查軌道器

鳳凰號

火星2011

天體生物學實驗室

好奇號計劃(無人自走探索器)

木星計劃

朱諾號（計劃2010年實施)

土星計劃

卡西尼-惠更斯號（與ESA一同進行）

冥王星計劃

新視野號

多行星計劃

先驅者11號 – 土星和木星

水手10號 – 金星和水星

旅行者1號– 土星和金星

旅行者2號– 木星，土星，金星和冥王星

小行星/彗星計劃

NEAR舒梅克號

深空1號

星辰號

黎明號

宇宙天文台

哈勃太空望遠鏡 – 與ESA一同開發

康普頓伽馬射線天文台

錢德勒X射線天文台

斯皮策太空望遠鏡

美國太空總署的年度預算為178億美元（2012年度） ^[3]  ，總部位於華盛頓哥倫比亞特區。在太空計劃之外，美國太空總署還進行長期的民用以及軍用航空宇宙研究。美國國家航空航天局被廣泛認為是世界範圍內太空機構的領頭羊。