Il programma Space Shuttle, attivo dal 1981 al 2011, era un veicolo spaziale riutilizzabile utilizzato per lanciare satelliti, condurre passeggiate spaziali e costruire stazioni spaziali. Lo Shuttle è stato utilizzato anche per riparare il telescopio spaziale Hubble e recuperare i satelliti che avevano malfunzionamenti.
La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è un progetto congiunto di Stati Uniti, Russia, Canada, Giappone ed Europa. La ISS è una stazione spaziale modulare che orbita attorno alla Terra ad un'altitudine di circa 250 miglia. La ISS viene utilizzata per condurre esperimenti in microgravità, studiare gli effetti del volo spaziale a lungo termine sugli esseri umani e fungere da base per future missioni sulla Luna e su Marte.
La navicella spaziale Orion della NASA è una nuova navicella spaziale in fase di sviluppo per portare gli astronauti sulla Luna e su Marte. Orion è una navicella spaziale a forma di capsula che può trasportare fino a sei astronauti. Attualmente è previsto che Orion effettui il suo primo volo di prova nel 2023.
La NASA sta inoltre sviluppando nuovi sistemi di lancio per portare Orion nello spazio. Lo Space Launch System (SLS) è un veicolo di lancio per carichi pesanti sviluppato per lanciare Orion e altri carichi utili di grandi dimensioni nello spazio. Attualmente è previsto che l'SLS effettui il suo primo volo di prova nel 2021.
I piani della NASA per la futura esplorazione spaziale includono il ritorno degli astronauti sulla Luna entro il 2033 e l’invio di esseri umani su Marte entro il 2030.