美國的第一顆環(huán)地球人造衛(wèi)星“探險(xiǎn)者1號(hào)”在1958年1月31日發(fā)射升空。同年7月29日，艾森豪威爾總統(tǒng)簽署了NASA的成立，1958年10月1日NASA正式成立。NASA以擁有46年歷史的研究機(jī)構(gòu)國家航空咨詢委員會(huì)NACA的四個(gè)主要實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)與其中80名成員改組而成。由在戰(zhàn)后遷移美國的前德國火箭專家沃納·馮·布勞恩所領(lǐng)導(dǎo)的德國火箭計(jì)劃，對(duì)于美國進(jìn)入太空競(jìng)賽領(lǐng)域有著重大的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“美國太空計(jì)劃之父”。

陸軍彈道導(dǎo)彈署（Army Ballistic Missile Agency）和美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（Naval Research Laboratory）的一部份也整合到NASA的組織里。1958年10月1日開始運(yùn)作。美國太空探索的努力，因?yàn)槊绹教炀值膸ьI(lǐng)下，包括阿波羅登月任務(wù)，“天空實(shí)驗(yàn)室（Skylab）空間站，以及后來的航天飛機(jī)。1960年6月接管馮·布勞恩領(lǐng)導(dǎo)的陸軍彈道導(dǎo)彈局，在亨茨維爾組建馬歇爾航天飛行中心，負(fù)責(zé)大型運(yùn)載火箭的研究計(jì)劃。在太空計(jì)劃之外，NASA還進(jìn)行長期的民用以及軍用航空太空研究。

2026年02月03日，NASA宣布使用凱普勒太空望遠(yuǎn)鏡在遙遠(yuǎn)的一個(gè)恒星系統(tǒng)，確定了距離地球2545光年遠(yuǎn)的開普勒90星系中的兩顆新發(fā)現(xiàn)的行星——開普勒80g和開普勒90i，這是人類發(fā)現(xiàn)的首個(gè)和我們太陽系一樣的具有8顆行星的星系。2025年9月，美國航天局發(fā)布消息，已向國會(huì)提交報(bào)告，計(jì)劃最早2025年實(shí)現(xiàn)載人繞月飛行，2030年前再次登月，對(duì)月表展開科學(xué)考察，并尋找水等太空中的稀缺資源。