Nacionalna vazduhoplovna i svemirska administracija (NASA) osnovana je 1958. godine i odgovorna je za civilni dio svemirskog programa SAD. Agencija je takođe odgovorna za dugoročna civilna i vojna istraživanja u oblasti vazduhoplovstva.
Kada je Sovjetski svemirski program lansirao prvi vještački satelit ("Sputnik 1"), odmah je na sebe skrenuo pažnju SAD i ubrzao njihove napore ka osvajanju svemira. Kongres je ovaj uspjeh Sovjetskog Saveza shvatio kao veliku prijetnju za sigurnost SAD i odmah je zatražio hitnu i brzu akciju.
Predsjednik Dvajt Ajzenhauer i njegovi savjetnici pažljivo su razmotrili više promišljenih akcija i poslije višemjesečne debate donijeta je odluka da se stvori nova federalna agencija za sve civilne aktivnosti u svemiru. Tako je došlo do osnivanja NASA.
Rani istraživački programi o slanju čovjeka u svemir bili su pokrenuti pod uticajem Hladnog rata i konkurencije između SAD i SSSR i trajali su sve do završetka Hladnog rata.
Astronaut Alan Šepard postao je prvi Amerikanac u svemiru pilotirajući letjelicom "Sloboda 7", kojom je 15 minuta proveo u suborbiti zemlje. Džon Glen postao je prvi Amerikanac u Zemljinoj orbiti, kada je pet sati letio u "Prijateljstvu 7".
Kada je dokazano da je čovjekov let u svemir moguć, pokrenut je projekat "Džemini", s ciljem vršenja niza eksperimenata nevezanih za misiju na Mjesec. Prvi let "Džeminija" s ljudskom posadom bio je u "Džeminiju 3", a u ostalim misijama dokazano je da je moguć duži ostanak čovjeka u svemiru, kao i mogućnosti spajanja letjelica u svemiru.
Poveden uspjehom "Džeminija", pokrenut je program "Apolo" s ciljem istraživanja Mjeseca, ali ne i slanjem čovjeka na Mjesec. Smjernice "Apolo" programa su radikalno izmijenjene za vrijeme predsjednika Džona Kenedija, kada je on objavio da SAD žele poslati čovjeka na Mjesec i potom ga uspješno vratiti na Zemlju.
Poslije osam godina probnih misija, gdje su se desile prve ljudske žrtve u misiji "Apola 1", kao i misija kruženja letjelice oko Mjeseca u "Apolu 8", "Apolo" program dostiže cilj s misijom "Apola 11", kada su astronauti Nil Armstrong i Baz Oldrin sletjeli na Mjesečevu površinu 20. jula 1969. i bezbjedno se vratili na Zemlju.
Program "Apolo" je bio uspješan u osvajanju Mjeseca i postojali su vrlo ambiciozni planovi osvajanja Marsa do 1990. godine, ali je gubljenjem interesovanja javnosti za ovako skupe projekte došlo do smanjenja budžeta i novih planova ka kreiranju jeftinijeg putovanja u svemir.
NASA trenutno raspolaže s nekoliko centara za svemirske letove, centar "Džordž Maršal" za svemirske letove u Hantsvilu (Alabama), centar "Džon Kenedi" na Floridi, "Lindon Džonson" svemirski centar u Hjustonu (Teksas), "Mičaud" montažno postrojenje u Nju Orleansu, te "Vajt Sends" probni poligon u Las Kruzu (Novi Meksiko). Najpoznatiji i najvažniji od ovih centara je onaj u Hjustonu.
Kasnih sedamdesetih i početkom osamdesetih NASA je svu pažnju skoncentrisala na ideju šatla. Prvi lansirani šatl bio je "Kolumbija". Spejs šatl je korišćen u lansiranju mnogih projekata, a jedan od najpoznatijih je svemirski teleskop "Habl".
Saradnja između SAD i Rusije u svemiru je ponovo nastavljena projektom "Šatl-Mir", kada je došlo do spajanja šatla s ruskom svemirskom stanicom. Ova saradnja nastavljena je do današnjih dana i danas su Rusi i Amerikanci najvažniji i najveći partneri u izgradnji najveće svemirske stanice koja je do danas sagrađena - Međunarodne svemirske stanice.
Troškovima od preko 100 milijardi dolara za izgradnju Međunarodne svemirske stanice, ljudima iz NASA bilo teško da nađu opravdanje a javnost je vrlo teško impresionirati eksperimentima u svemiru. Uprkos tome, Međunarodna svemirska stanica danas ne može da ugosti sve naučnike koji su bili planirani.
Aktuelni plan NASA za budućnost zove se "Vizija za Svemirska Istraživanja". Prema ovom planu, čovječanstvo će se vratiti na Mjesec do 2020. i tu sagraditi prve stanice za buduće misije. Po ovom planu šatl odlazi u penziju 2010. i biće zamijenjen s novim transportnim vozilom do 2014. Ova nova letjelica imaće mogućnosti da se spaja s Međunarodnom svemirskom stanicom kao i sposobnost da napusti Zemljinu orbitu.