Apollo 4
Bối cảnh

Năm 1961, Tổng thống Hoa Kỳ John F. Kennedy đề xuất đưa phi hành gia nước này lên Mặt Trăng trước năm 1970 và mang họ trở về Trái Đất an toàn. Để đạt được mục tiêu, một trong những quyết định ban đầu cần phải đưa ra chính là nên dùng loại tên lửa đẩy nào cho sứ mệnh. NASA đã lựa chọn Saturn C-5, phương tiện phóng ba tầng dựa trên các mẫu tên lửa đang được phát triển lúc ấy. Saturn C-5 được NASA phê duyệt vào năm 1962, dự tính sẽ có lần phóng thử nghiệm đầu tiên vào năm 1965 và một chuyến bay có người lái vào năm 1967, vì vậy vẫn còn lại rất nhiều thời gian cho việc hoàn thành mục tiêu mà Kennedy đã đề ra. Đầu năm 1963, NASA tái định danh C-5 thành Saturn V.
Sau cuộc tranh luận đáng kể trong nội bộ cơ quan, cuối năm 1962, NASA quyết định các sứ mệnh lên vệ tinh tự nhiên của Trái Đất sẽ có chế độ "điểm hẹn quỹ đạo Mặt Trăng", theo đó toàn bộ tàu vũ trụ Apollo sẽ được đẩy về quỹ đạo thiên thể này bằng tầng thứ ba S-IVB của tên lửa. Một khi đã vào quỹ đạo, các phi hành gia trong nhóm đổ bộ sẽ di chuyển vào Lunar Excursion Module (sau đổi thành Mô-đun Mặt Trăng Apollo), mô-đun này sẽ tách khỏi phần còn lại của tàu vũ trụ rồi hạ cánh xuống, và bị loại bỏ một khi phi hành đoàn được vận chuyển trở lại lên tàu. Tiếp đó, phần còn lại của phương tiện sẽ quay về Trái Đất. Do các tổ hợp phóng đang được phát triển không phù hợp với tên lửa đẩy mới, NASA đã công bố kế hoạch xây dựng một khu phức hợp bên bờ biển Florida vào năm 1962, nơi có thể triển khai các sứ mệnh Mặt Trăng Apollo. Ban đầu địa điểm này được gọi là Trung tâm Điều hành Phóng, nhưng sau vụ ám sát Kennedy vào tháng 11 năm 1963, nó đã được đổi thành Trung tâm Vũ trụ John F. Kennedy (KSC). Apollo 4 là chuyến bay đầu tiên từ KSC và là chuyến bay đầu tiên sử dụng Tổ hợp Phóng 39 (LC-39) ở đó, vốn được chế tạo tương tích với Saturn V.
Ba chuyến bay đầu tiên mang theo trang thiết bị Apollo đã được triển khai bằng các tên lửa Saturn IB. Phương tiện phóng nhỏ hơn này không sử dụng tổ hợp tại KSC, nhưng những vấn đề được giải quyết bằng các chuyến bay của Saturn IB sẽ có giá trị đối với những trang thiết bị do Saturn V phóng lên. Cả hai loại tên lửa đẩy này đều sử dụng S-IVB, nhưng IB sẽ dùng nó như tầng thứ hai (hay cuối cùng) thay vì là tầng thứ ba giống Saturn V. Do đó, nhiều cuộc kiểm định bay đối với trọng tải mà Saturn V mang theo có thể được quyết định mà không cần phải dùng đến bất kỳ loại tên lửa đẩy lớn nào. Ngoài kiểm định bay đối với phần cứng, việc chứng minh rằng các hệ thống mặt đất tại KSC có thể phóng thành công Saturn V cũng là cần thiết trước khi mạo hiểm tính mạng phi hành gia.
Ba phi vụ phóng Saturn IB (theo thứ tự phóng là AS-201, AS-203 và AS-202) diễn ra vào năm 1966 đều đã thành công. Theo Charles D. Benson và William B. Flaherty trong tác phẩm về lịch sử KSC, "Các phi vụ phóng Apollo-Saturn IB năm 1966 đại diện cho những thành tựu quan trọng đối với đội phóng của NASA. LC-34 và LC-37, các testbed để kiểm lỗi tự động, vẫn là không đủ. Trong 20 tháng, từ AS-201 đến SA-501 [Apollo 4], KSC đã khắc phục nhiều sự cố tự động hóa lớn. Nếu không có những tiến bộ từ các thử nghiệm và sai sót này, SA-501, phi vụ phóng khó khăn nhất trong lịch sử của Apollo, sẽ trở nên gay go hơn nhiều".