次担任过副署长一职，这期间还都兼任过署长的职务。丹尼尔·马尔维尔博士曾两次担任代理副署长，中间还升任过代理署长。现任的太空总署署长是吉姆·布里登斯廷，在2017年9月1日由第46任美国总统唐纳德·特朗普提名担任该职位，并与2018年4月19日得到美国参议院票选通过该提名，2018年4月23日正式上任。