月球轨道器2号自动探测器隶属月球探测器计划，其主要任务是拍摄月表平坦区，以选择和确认勘测者计划和阿波罗任务的安全着陆点，另外，它还配备了收集月球地质、辐射强度及微流星体撞击数据的设备。1966年11月6日，世界标准时23时21分，该探测器从卡纳维拉尔角空军基地第13号发射台搭乘擎天神-爱琴娜运载火箭发射升空到地月轨道，飞行92.5小时后进入环月球赤道的椭圆轨道。初始轨道参数为196公里(近月点)×1850公里(远月点)，即122英里×1150英里，倾角11.8度，在5天绕飞33圈后，近月点降至49.7公