型和最昂贵的一系列探测器，造价比中等造价的新疆界计画和最低造价的发现项目更昂贵。NASA指出，一颗旗舰任务的探测器造价介于23~30亿美元间，并以高优先级的探测天体为目标。旗舰任务的目标包括：到达金星大气与表面的复杂任务、土卫六的大气低层与表​​面、木卫二的表面与冰层之下、海王星大气深处、其卫星海卫一的表面和彗星的表面。
历史.旗舰任务的探测器包括下列探测器：