美国继前苏联之后，先后发射了9个徘徊者号和7个勘测者号月球探测器。徘徊者探测器样子像个大蜻蜓，长3米，两翼太阳能电池板展开4.75米。探测仪器装在前部，电视摄像机放在尾部。勘测者探测器有3只脚，总重达1吨，装有当时最先进的探测设备。最初5个徘徊者探测器均无建树，直到1964年1月30日发射的徘徊者6号才在月面静海地区着陆。但由于电视摄像机出现故障，没有能够拍回照片。同年7月28日徘徊者7号发射成功，在月面云海着陆，拍摄到4308张月面特写照片。随后1965年2月17日发射的徘徊者8号和3月24日发射的徘徊者9号，都在月球上着陆成功，并分别拍回7137张和5814张月面近景照片。1966年5月30日发射勘测者1号新型探测器，经过64小时的飞行，在月面风暴洋软着陆，向地面发回11150张月面照片。到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中，有2个失败，5个成功。后来，美国又发射了5个月球轨道环行器，为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据。经过这一系列的无人探测之后，月球的庐山真面目显露出来了。