阿波罗载人登月工程开始于1961年5月，预计1969年7月20至21日首次实现登月。此后，美国又相继6次发射“阿波罗”飞船，其中5次成功，总共有12名航天员登上月球。整个工程历时约26年，到1972年12月结束，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万。它是本世纪人类最宏伟的工程之一。
该工程的第一步是确定登月方案，它包括论证飞船登月飞行轨道和确定载人飞船总体布局。最后选定月球轨道交会方案，相应地确定由指挥舱、服务舱和登月舱组成飞船的总体布局。
为了进行载人登月，美国先实施了四个辅助计划，即在1961年至1965年发射九个“徘徊者”月球轨道器，用以了解未来的“阿波罗”飞船在月面着陆的可能性；在1966年至1968年发射五个“勘探者”月球着陆器，了解月球土壤的理化特性；在1966年至1967年发射三个“月球轨道环形器”，对40多个预选着陆地点进行详细观测，从而选出10个登月点；在1965年至1966年发射10艘“双子座”飞船，进行生物医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。
“阿波罗”工程的第三个方面就是研制低轨道运载能力为127吨的大推力“土星5”运载火箭。
研制“阿波罗”飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指令舱是航天员生活和工作的地方，也是全飞船的控制中心；服务舱装有主发动机等系统；登月舱由下降级和上升级组成。
首次载人登月是由“阿波罗11号”飞船完成的。当时飞船上载有三名航天员，当飞船与“土星5”火箭第三级分离，且阿波罗11号搭载登月舱飞船沿过渡轨道飞行2．5天后，便开始接近月球，此时飞船服务舱的主发动机减速，使飞船进入环月轨道。接着，两名航天员进入登月舱，并驾驶登月舱与飞船分离，这时飞船指挥舱内的一名航天员继续驾驶飞船绕月球轨道飞行，而另两名航天员则乘登月舱在月面着陆。登月后航天员采集了岩石和土壤（22千克），展开了太阳电池阵，安装了月震仪等。任务完成后，他们乘登月舱的上升级返回月球轨道，与飞船对接，最后返回地球。
1969年11月至1972年12月，美国又陆续发射了“阿波罗”12至17飞船，其中除“阿波罗13号”因故没有登月（航天员安全返回地面），另五艘飞船均登月成功，“阿波罗”15至17飞船的航天员还驾月球车在月面活动，采集岩石。
航天员在月球上钻取了三米的月球岩芯，发现多达57层，每层代表一次陨石冲击，还测量了月球内部发出的热流……“阿波罗”工程极为壮观，它激动了无数人的心，使载人登月的千年梦想变成了现实。
“鹰”落向月面
1969年7月16日，巨大的土星5火箭（40层楼房高）在百万人的关注下缓缓升空。这一天，天空晴朗，万里无云，似乎亘古沉睡的月球正静静等待着“土星5”运送地球使者的来访。当“土星5”把“阿波罗11号”飞船送入近地轨道后，后者便开始独自飞向月球。
“阿波罗”飞船上载有三名航天员，指令长是尼尔·阿姆斯特朗，登月舱驾驶员是埃德温·奥尔德林，指令舱驾驶员是迈克尔·柯林斯。从地球到月球大约有38万千米，“阿波罗11号”飞船上载着三名航天员经过75小时的长途跋涉，于19日进入月球引力圈。20日清晨，“阿波罗”到达月球上空4900千米后，接到休斯敦飞行指挥中心命令，减速飞行，进入月球轨道，于是飞船服务舱发动机逆向喷射，进入了远月点313千米、近月点113千米的椭圆轨道，此时飞船绕月球一圈只需两小时。在月球轨道上，航天员们紧张地进行登月前的准备工作，其中最主要的一项是阿姆斯特朗和奥尔德林进入名叫“鹰”的登月舱，而柯林斯则仍留在称作“哥伦比亚”的指令舱中。
伟大的时刻终于来临了。21日2时许，登月舱的发动机被点燃，使它与指令舱分离。指令舱由柯林斯驾驶继续绕月飞行，而登月舱则载着两名航天员缓慢向月球飞行。当阿姆斯特朗看到窗外要降落的地方有乱七八糟的卵石时，便决定继续飞行，寻找平坦的地方。最后奥尔德林手控登月舱在月面“静海”的一角平稳降落，登月获得成功。
个人的一小步人类的一大步
他俩向窗外眺望，进入眼帘的是一个遍布陨石坑和大石块的陌生世界。虽然他俩都情不自禁地想走出去看一下这块神秘的地外之地，但还是自我克制地按预定计划，等待地面中心指令。他们先在舱内美美地睡了一大觉，醒后在舱内吃了月球上的第一顿饭，又检查了舱内仪器、燃料装置、氧气供应情况。当一切都经过精确无误地核对后，阿姆斯特朗与奥尔德林彼此帮助穿上登月服。7月21日11时56分，阿姆斯特朗打开登月舱舱门，挤出去，小心翼翼地把梯子竖下月面（在地球上未曾模dyabl拟过此动作），他带着电视摄像机慢慢走下梯子，踏上了人们为之梦想了数千年的月球，这时他说：“对我来讲这是一小步，而对于全人类而言这又是何等巨大的飞跃。”19分钟后，奥尔德林紧步阿姆斯特朗的后尘，走出登月舱。当他走到月面上时，第一句话就赞叹说：“啊，太美了！”他也像阿姆斯特朗一样，很快学会了地球人不习惯的移动方法：跳跃。他俩时而用单脚蹦，时而又用双脚跳，有些像袋鼠。两人首先在月球上放置了一块金属纪念牌，上面镶刻着：“1969年7月。这是地球人在月球首次着陆的地方。我们代表全人类平安地到达这里”。
7月22日下午1时56分，阿姆斯特朗奉命指挥“阿波罗”—11飞船指令舱离开月球轨道，踏上返回地球的旅途。7月25日清晨1时50分，“阿波罗”—11飞船指令舱载着三名航天英雄平安溅落在太平洋中部海面，人类首次登月宣告圆满结束。
永载史册
“阿波罗11号”登月后，又有五艘飞船相继成功登月，其中“阿波罗”15、16从环月轨道上各发射了一颗环月运行的科学卫星；阿波罗一15、16、17的登月舱中还各带一辆月球车，用于扩大航天员的活动范围和减少航天员的体力消耗。这6艘登月飞船的航天员在月球上一共停留280小时，足迹达100千米，带回岩石样品约440千克，这些均大大充实了人们对月球的认识。
“阿波罗”工程是当代规模、耗资最多的科技项目之一。它的出现导致60至70年代产生了液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、计算机等一大批高科技工业群体。后来又将该计划中取得的技术进步成果向民用转移，带动了整个科技的发展与工业繁荣，其二次开发应用的效益，远远超过“阿波罗”计划本身所带来的直接经济与社会效益。
总之，载人登月对人类社会发展具有重要推动作用。