Ponieważ Księżyc jest ciałem niebieskim położonym w najbliższym sąsiedztwie naszej planety to właśnie on jako pierwszy stał się przedmiotem badań ubiegłowiecznej astronomii. Pierwszą sondę wystrzelono w przestrzeń kosmiczną w roku 1959. Dokonał tego ówczesny Związek Radziecki. Sonda nosiła nazwę Łuna 1 i udało jej się dotrzeć na odległość kilku tysięcy kilometrów od powierzchni Księżyca.

Amerykanie nie pozostali dłużni i jeszcze w tym samym roku doprowadzili do startu sondy Pioneer 3. Niestety nie udało jej się pobić odległości osiągniętej przez Łunę.

Teraz znowu przyszedł czas na Związek Radziecki. Wypuszczono wtedy sondę Łuna 2 , której udało się trafić na powierzchnię Księżyca. Kolejny lot to sonda Łuna 3 i osiągnięta odległość 6200 kilometrów.

W czasie tego lotu sonda wykonała szereg zdjęć powierzchni Księżyca, w tym niewidocznej z Ziemi półkuli.

Początkowe sukcesy zachęcały do dalszych badań w tym do tych obejmujących bezpośredni udział człowieka. Pierwsze przygotowania do wyłania człowieka na Księżyc rozpoczęły się w Stanach Zjednoczonych tuż po historycznym locie człowieka w Kosmos.

Programem przygotowawczym był lot sond księżycowych Ranger. Zadaniem sond Ranger było wykonanie szczegółowych fotografii powierzchni Księżyca. W sondach zainstalowano specjalistyczne kamery telewizyjne, które miały przekazywać obraz jeszcze w trakcie lotu sondy. Misja każdej z sond kończyła się wraz z uderzeniem o powierzchnię Księżyca. Okazało się jednak , że zaplanowane zadania nastręczają dużo trudności. Zdjęcia wykonały dopiero sondy Ranger 7,8 i 9. W efekcie w trakcie trwania programu Ranger zostało wykonanych i przekazanych na Ziemię ponad dziesięć tysięcy zdjęć powierzchni Księżyca.

Próby z sondami księżycowymi przeprowadzali w dalszym ciągu także naukowcy radzieccy. Kontynuowali oni lot sond z serii Łuna. Chciano wypróbować proces łagodnego osiadania na powierzchni Księżyca. Łuna z numerem 5 wystartowała w 1965 roku. Jednak nie udało jej się osiągnąć zamierzonego celu. Na Księżycu wylądowały dopiero sondy Łuna 9 i Łuna 13.

Równolegle z tym programem rozpoczęto wysyłanie na Księżyc sond z serii Zond.

Na lata 1964 - 65 przypada amerykański program Gemini. Gemini oprócz innych celów badawczych dodatkowo miał przygotować grunt pod planowany program Apollo czyli lot człowieka na Księżyc.

Następnie naukowcy amerykańscy przygotowali program sond księżycowych nazwany Lunar Orbiter. Misja odbywała się w latach 1966 - 67. Dzięki tym lotom możliwe było poznanie dokładnej topografii Księżyca, również jego niewidocznej z Ziemi strony. Program ten obejmował w sumie loty pięciu sond. Dzięki zdjęciom wykonanym przez te obiekty można było wybrać dogodne miejsca przyszłego lądowania statków kosmicznych. Również dzięki tym lotom odkryto istnienie maskonów czyli miejsc, w których koncentruje się materia we wnętrzu Księżyca.

Jeszcze w czasie trwania programu Lunar Orbiter rozpoczęto loty innych sond nazwanych Surveyor. W sumie

Wysłano siedem sond z tej serii. Ich zadaniem było lądowanie w różnych miejscach na Księżycu oraz dokonanie analizy gruntu księżycowego pod względem własności fizycznych i chemicznych.

Misje dostarczyły takich danych , które pozwoliły na rozpoczęcie przygotowań do załogowego lotu na Księżyc. Rozpoczęto więc program Apollo. Pierwsze loty tej misji miały miejsce w 1966 roku. Jako pierwsze wystartowały statki Apollo 1 i Apollo 2 . Na ich pokładach nie było jeszcze załogi. W trakcie przygotowań do kolejnego lotu Apollo 3 zdarzył się tragiczny wypadek. Na skutek pożaru w kabinie statku zginęło trzech astronautów.

Ten nieszczęśliwy wypadek spowodował opóźnienie kolejnych planowanych lotów . Pierwszy załogowy lot odbył się bowiem dopiero w październiku 1968 roku. Był to statek o nazwie Apollo 7. W trakcie tego lotu statek okrążył tylko kulę ziemską. Ale już kolejny statek czyli Apollo 8 podążył wraz z załogą na pokładzie w kierunku Księżyca. W trakcie tego lotu statek okrążył Księżyc. Znalazł się w odległości niespełna 100 kilometrów od jego powierzchni. Po raz pierwszy w historii człowiek mógł spojrzeć na Księżyc z tak bliskiej odległości.

Następnie na początku 1969 roku wystartował kolejny statek, Apollo 9. Dokonał on pierwszych prób z lądownikiem księżycowym, ale jeszcze na orbicie okołoziemskiej.

Podobne zadanie miał do wykonania statek Apollo 10 z tą różnicą, że próby wykonywane były już na właściwej orbicie czyli orbicie księżycowej. W pewnym momencie doszło do odłączenia lądownika od macierzystego statku wraz z dwoma członkami załogi. Udało im się osiągnąć odległość zaledwie 15 kilometrów od powierzchni Księżyca.

16 lipca 1969 roku rozpoczął się historyczny lot człowieka na Księżyc. Wszystko zaczęło się w Centrum Lotów Kosmicznych na Florydzie. Stamtąd właśnie wystartował statek Apollo 11 wraz z lądownikiem księżycowym.

W momencie gdy statek znalazł się w odpowiedniej odległości od Księżyca , zmniejszył swoją prędkość tak aby mogło dojść do bezpiecznego odłączenia lądownika. Na pokładzie lądownika nazwanego Eagle znalazł się Edwin Aldrin oraz Neil Armstrong. Lądownikowi udało się bez problemów osiąść na powierzchni Księżyca w okolicy tzw. Morza Spokoju. Obszar ten z Ziemi widoczny jest jako ciemna plama, stąd początkowo sądzono że jest to zbiornik wodny.

Tak więc 21 lipca w imieniu całej ludzkości pierwszy krok na Księżycu zrobił Neil Armstrong. Drugi był Aldrin.

Armstrong stawiając stopę na powierzchni Księżyca wypowiedział historyczne słowa: "Ten mały krok człowieka jest wielkim krokiem ludzkości".

Czas jaki obaj kosmonauci spędzili na powierzchni Księżyca to 21.5 godziny. Następnie lądownik został z powrotem uniesiony i przyłączony do macierzystego statku Apollo 11. Kabina statku bezpiecznie wodowała na Pacyfiku.

Dzięki temu lotowi na Ziemię przywieziono fragmenty gruntu księżycowego w ilości prawie 22 kilogramów oraz folię aluminiową , która została naświetlona przez wiatr słoneczny. Dzięki tej folii można było określić z jakich pierwiastków składa się wiatr słoneczny.

Ale misja Apollo trwała nadal. W sumie wykonano jeszcze sześć lotów na Księżyc. Wszystkie opierały się na takim samym schemacie jednak różniły się czasem przebywania kosmonautów na powierzchni Księżyca. Najdłuższy z nich trwał 75 godzin. W trakcie każdego z lądowań na powierzchni Księżyca wykonano szereg eksperymentów i zebrano różnorodny materiał do badań.

W trakcie trzech ostatnich pobytów na Księżycu astronauci poruszali się po powierzchni Księżyca pojazdem Rover. Dwie ostatnie misje pozwoliły na przeprowadzenie eksperymentów m.in. z detonacją ładunków wybuchowych. Dzięki temu możliwa była penetracja skorupy Księżyca do głębokości 900 metrów.

Misja Apollo w sumie dostarczyła ponad 383 kilogramy rozmaitego materiału z Księżyca.