人类对月球的科学探测和研究始于２０世纪５０年代。１９５７年苏联发射第一颗人造卫星并于１９６１年把加加林送上近地轨道之后，人类便开始闯入太空并着手探测月球。

• 第一个脱离地球的引力，并且飞越过月球的人造物体是月球1号（1959年）

• 第一个撞击月球表面的人造物体是月球2号（1959年）

• 第一个拍摄到通常是被遮蔽而看不见的月球背面影像的是月球3号（1959年）

• 第一艘成功执行在月球软着陆的是月球9号（1966年）

• 第一艘环绕月球的无人太空船是月球10号（1966年）

• 将月球的岩石和土壤标本带回地球的标本返回任务（月球16号 、月球20号和月球24号）总共带回0.38公斤的月岩

• 两个先锋的机器人太空船在1970年和1973年登陆于月球上，是苏联的月球步行者计画的一部分。

• 1959年1月2日，前苏联发射了月球1号探测器。月球1号从距离月球表面5000多千米处飞过，并在飞行过程中测量了月球磁场、宇宙射线等数据，这是人类首颗抵达月球附近的探测器。

• 1959年9月26日，前苏联成功发射了月球2号探测器，它是首个落在月球上的人造物体。在撞击月球前，月球2号向地球发送了月球磁场和辐射带的重要信息。

• 1959年10月4日，前苏联发射了月球3号探测器，它从月球背面的上空飞过，拍摄并向地球发回了约70%月背面积的图片。这是首次获得月球背面图片，使人类第一次看到月球背面的景象。

• 1961年5月25日，美国总统肯尼迪在国会作特别演讲时宣布，在20世纪60年代结束之前，将把人送上月球并安全返回地面，阿波罗计划正式启动。

• 1964年7月，美国发射了徘徊者7号硬着陆月球探测器。该探测器在撞到月球之前，成功地拍摄了4308张月面照片，照片显示了小到直径只有1米左右的撞击坑和25厘米大小的岩石，这是人类获得的第一批月面特写镜头。

• 1965年3月至1966年11月，美国共发射了10艘两人驾驶的双子星座号飞船。双子星座号计划是阿波罗计划的辅助计划，用来验证载人飞船变轨道飞行、交会与对接、舱外活动等技术。

• 1966年1月31日，前苏联发射了月球9号软着陆月球探测器。三天半之后，月球9号成功地降落在月球表面，成为首个在月球上实现软着陆的探测器，并且在随后的4天中发回了包括着陆区全景图在内的高分辨率照片。

• 1966年3月31日，前苏联发射了月球10号探测器，几天后，探测器进入环绕月球飞行的椭圆轨道，成为首个环月飞行的月球探测器。

• 1966年6月2日，美国发射了勘察者1号探测器，该探测器是美国首次实现月球软着陆的探测器，它共发回11237张高分辨率的照片。此后，美国又发射了6颗勘察者号探测器，其中4个取得成功。这些探测器对阿波罗飞船的备选着陆区进行了考察。

• 1966年8月10日，美国首颗环月探测器月球轨道器1号发射成功，进入近月点200千米、远月点1850千米的轨道。1966年8月至1967年8月，美国共发射5颗月球轨道器，对月表进行了大面积探测，确认了10个阿波罗飞船着陆点，并通过测量轨道数据，得到月球重力场详图。

• 1967年1月27日，装在土星－1B运载火箭上的阿波罗1号指令舱在发射台上起火，3名航天员在这场火灾中遇难。

• 1968年9月15日，前苏联的探测器5号发射升空，经过7天飞行后，它的返回舱溅落在印度洋上，成为首个到达月球附近又返回地球的航天器。但因探测器5号控制系统故障，返回舱未按预定方式再入大气层并在预定地点着陆。此后发射的探测器7号顺利完成了各项任务，并以预定的跳跃方式成功返回地球。

• 1968年10月11日，美国阿波罗计划首次进行载人飞行试验，2名航天员乘坐阿波罗7号飞船由土星－1B火箭送入环绕地球飞行的轨道，这次飞行对飞船的指令舱与服务舱进行了验证。