Le programme Space Shuttle, qui s'est déroulé de 1981 à 2011, était un vaisseau spatial réutilisable utilisé pour lancer des satellites, effectuer des sorties dans l'espace et construire des stations spatiales. La navette a également été utilisée pour réparer le télescope spatial Hubble et récupérer les satellites en panne.
La Station spatiale internationale (ISS) est un projet conjoint des États-Unis, de la Russie, du Canada, du Japon et de l'Europe. L'ISS est une station spatiale modulaire qui orbite autour de la Terre à une altitude d'environ 250 milles. L'ISS est utilisée pour mener des expériences en microgravité, étudier les effets des vols spatiaux à long terme sur les humains et servir de base pour les futures missions vers la Lune et Mars.
Le vaisseau spatial Orion de la NASA est un nouveau vaisseau spatial en cours de développement pour emmener les astronautes sur la Lune et sur Mars. Orion est un vaisseau spatial en forme de capsule pouvant transporter jusqu'à six astronautes. Orion devrait actuellement effectuer son premier vol d’essai en 2023.
La NASA développe également de nouveaux systèmes de lancement pour emmener Orion dans l'espace. Le Space Launch System (SLS) est un lanceur lourd en cours de développement pour lancer Orion et d’autres charges utiles volumineuses dans l’espace. Le SLS devrait actuellement effectuer son premier vol d’essai en 2021.
Les plans de la NASA pour l'exploration spatiale future incluent le retour d'astronautes sur la Lune d'ici 2033 et l'envoi d'humains sur Mars d'ici les années 2030.