“阿波罗”计划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。
第二步是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～1965年发射9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～1968年发射5个“勘探者”月球着陆器，了解月球土壤的理化特性；在1966年～1967年发射3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～1966年发射10艘“双子座”飞船，进行物种医学研究和飞船机动飞行、对接及舱外活动训练等。
“阿波罗”工程的第三步是研制低轨道运载能力为127吨的大推力“土星5”号运载火箭。研制“阿波罗”登月飞船是该工程的“重头戏”。飞船的指挥舱是宇航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。
