b (77,088 kg) ağırlığındaki istasyon 14 Mayıs 1975'te Saturn V roketinin en üst iki kademesine yerleştirilerek 435 km yükseklikteki yörüngeye gönderildi. Kalkış sıranda termal koruması ve elektrik üreten güneş paneli kaybeden istasyon mürettebatı tarafından tamir edildi. 1973 - 1974 arasında 171 gün boyunca üç ekip tarafından başaralı bir şekilde kullanıldı. Micro yer çekimi ve Güneş gözlemi için laboratuvarları vardır. NASA istasyona uzay mekiği bağlanma noktası ekleyip istasyonu daha güvenli bir yüksek yörüngeye taşımayı planladı ancak uzay mekiği Skylab'in 11 Haziran 1979'daki geri dönüş tarihine kadar hazırlanamadı.

NASA tasarruf edebilmek için aslında iptal edilmiş bir Apollo görevi için ayrılmış bir Saturn V roketiyle Skylab'i uzaya yolladı. Astronotların Skylab'e gidiş gelişleri sırasında Apollo uzay araçları kullanılıyordu. Üç kişilik mürettebat 28, 59 ve 84 günlük periyotlarla uzayda kalıyordu. Skylab'in yaşam alanı 320 metreküp ile Apollo komuta modülünün 30,7 katına denk gelmektedir.

24 Mayıs 1972'de ABD Başkanı Richard Nixon ile SSCB Başkanı Aleksey Kosigin ortak bir insanlı uzay görevi anlaşması imzaladılar. Bu anlaşmanın hedefi gelecekte uluslararası uzay araçlarının birbirine kenetlenmesini sağlayabilmekti. Proje kapsamında Dünya yörüngesinde ihtiyaç fazlası bir Apollo Komuta/Servis Modülü ile bir Soyuz uzay aracının uzayda buluşup kenetlenmesi hedefleniyordu. Operasyon Temmuz 1975'te gerçekleşti. Bu görev Nisan 1981'deki uzay mekiği ile ilk yörünge uçuşuna kadar gerçekleştirilen son Amerikan insanlı uzay görevidir.

Görev dahilinde hem ortak hem de ayrı bilimsel deneyler yapıldı. Aynı zamanda gelecekteki Mekik-Mir Programı ve Uluslararası Uzay İstasyonu gibi Amerikan - Rus uzay uçuşları için önemli mühendislik deneyimi sağladı.

1970'lerin sonunda ve 1980'lerde uzay mekiği NASA'nın ilgilendiği başlıca konu oldu. 1985'e kadar sürekli uzaya yollanabilecek, yeniden kullanılabilecek ve yörüngede dolaşabilecek kapasitede dört adet uzay mekiği yapıldı. İlk kullanılan uzay mekiği "Columbia", Yuri Gagarin'in uzaya çıkışının 20. yıl dönümü 12 Nisan 1981 günü uzaya yollandı.

Uzay mekiği temel olarak dört bölümden oluşur. Bunlar uzay uçağı, harici yakıt tankı ve iki adet itici roket olarak sıralanabilir. Harici yakıt tankı, uzay aracından bile büyüktür ve yeniden kullanılamayan tek ana bölümdür. Mekik 185 – 643 km yükseklikte, yörüngede dolaşabilir. Alçak yörüngeye 24,400 kilograma kadar yük taşıyabilir. Görevler 5 ile 17 gün arasındadır ve mürettebat iki ile sekiz astronot arasında değişir.

1983 - 1998 arasında uzay mekikleri 20 görev boyunca Spacelab'i taşıdılar. Spacelab Avrupa Uzay Ajansı (ESA) [European Space Agency] ile iş birliği içinde tasarlandı ve kullanıldı. Spacelab bağımsız uzay uçuşu için tasarlanmamıştı. Bu yüzden mekiğin kargo alanında kullanıldı. Astronotlar giriş ve çıkışlarda bir hava kilidinden geçiyordu. Başka bir ünlü görev serisi ise Hubble Uzay Teleskobu'nun uzaya gönderilmesi ve başarılı bir şekilde tamir edilmesidir.

1995'te Rus - Amerikan iş birliği Mekik-Mir Programı ile devam etti (1995-1998). Yine bir Amerikan aracı bir Rus aracına bağlanacaktı ama bu defa tam teşekküllü bir uzay istasyonu söz konusuydu. Bu iş birliğinin sonucunda Uluslararası Uzay İstasyonu (UUİ) inşa edildi, zira Rusya ve Amerika projenin en büyük iki ortağıdır. Bu iş birliğinin gücü ve önemi 2003'te meydana gelen ve uzay mekiği filosunun iki yıl kullanıma kapanmasına neden olan Columbia uzay mekiği kazası sırasında daha belirgin hale gelmiştir. Çünkü o dönemde NASA UUİ'ye astronot göndermek Rus uzay araçlarını kullandı.

Mekik filosu kullanımı boyunca gerçekleşen iki kazada iki araç parçalanmış ve 14 astronot hayatını kaybetmiştir: 1986 "Challenger" ve 2003 "Columbia". 1986'daki kazadan sonra Endeavour Uzay Mekiği inşa edilmesine rağmen 2003'teki kazadan sonra kaybedilen mekiğin terine yeni bir mekik inşa edilmedi. 30 yıl süren program boyunca 135 görev gerçekleştirildi ve 300 astronot uzaya gönderildi. Son görev 21 Temmuz 2011 tarihinde "Atlantis mekiğinin Kennedy Uzay Merkezi'ne inmesiyle tamamlandı.

Uluslararası Uzay İstasyonu (UUİ) [International Space Station (ISS)] NASA'nın "Freedom Uzay Üssü", Sovyet/Rus "Mir-2" istasyonu, Avrupa "Columbus" laboratuvar modülü ve Japon "Kibo" laboratuvar modülünün birleşiminden oluşur. Aslında 1980'lerde NASA "Freedom"'u tek başına yapmayı planladı ama bütçe kesintileri yüzünden program 1993'te uluslararası hale getirildi. Projenin ortakları: NASA, Rusya Federal Uzay Ajansı (RKA), Japonya Uzay Araştırma Ajansı (JAXA), Avrupa Uzay Ajansı (ESA), Kanada Uzay Ajansı (CSA). İstasyon basınçlı modüller, dış bağlantı parçaları, güneş panelleri ve diğer başka modüllerden oluşur. Bütün parçalar Rus Proton ve Soyuz roketleri ve Amerikan uzay mekikleri ile taşınmıştır. Günümüzde Alçak Dünya yörüngesinde montajı devam etmektedir. Yörüngedeki inşası 1998'de başladı ve 2011'de Amerikan bölümü tamamlandı. Rusya'ya ait bölüm 2016'da tamamlanması bekleniyor. Uzay istasyonun kullanımı ve sahipliği uluslararası antlaşma ve kurallarla belirlenmektedir.

Uzun süreli görevler Uluslararası Uzay İstasyonu Seferi olarak adlandırılır. Sefer üyeleri genellikle yaklaşık altı ay boyunca istasyonda kalır. Normal üye sayısı üçtür fakat 2003'teki Columbia kazasından sonra geçici olarak ikiye düşürüldü. Mayıs 2009'dan beri keşif görevi mürettebatı sayısı altıdır. Ticari Mürettebat Programı aktif hale gelince UUİ planlandığı gibi yedi kişilik mürettebat tarafından kullanılabilecek. UUİ 2 Kasım 2000'den beri kesintisiz bir şekilde kullanılarak Mir uzay istasyonunun kullanılma rekorunu kırmıştır ve bugüne kadar 15 farklı ülkeden astronotu ve kozmonotu ağırlamıştır.

Ticari Tedarik Servisi (TTS) araçlarının geliştirilmesi 2006 yılında başladı. Bu programın amacı UUİ'ye hizmet edecek insansız ticari araçlar geliştirmekti. Programa katılan şirketler belli hedefleri gerçekleştiren araçlar ürettiklerinde bir para ödülü alır. Yine de şirketlerin bir miktar sermaye ortaya koyması gerekmektedir.

NASA 28 Aralık 2008'de Ticari Tedarik Servisi programı kapsamında ödül olarak SpaceX ve Orbital Sciences Corporation şirketleri ile kontrat imzaladı. SpaceX nakliye için kendi geliştirdiği Falcon 9 roketini ve Dragon uzay aracını kullanır. Orbital Sciences Corporation ise bu iş için kendi geliştirdiği Antares roketini ve Cygnus uzay aracını kullanır. İlk "Dragon" teslimat görevi Mayıs 2012'de gerçekleşti. İlk "Cygnus" teslimat görevi ise Eylül 2013'te gerçekleşti. Günümüzde Amerika'nın UUİ'deki pek çok ihtiyacı TTS aracılığıyla gerçekleşir. Bazı özel teslimatlar ise Avrupa yapımı OTA veya Japon HTA ile taşınır.

Ticari Mürettebat Geliştirme Programı 2010 yılında UUİ'ye dört kişilik bir uzay aracı göndermek, ekibin 180 gün orada kalmasını sağmak ve Dünya'ya geri getirmek amacıyla kuruldu. Programın aynı zamanda ileride yapılacak bir ticari uzay istasyonuna da insan taşıması planlanıyor. Ticari Tedarik Servisi gibi bu programda da belli hedeflere ulaşınca para ödülü verilmekte. Programı Amerikan Hükumeti finanse edip NASA yürütüyor.

NASA 2010 yılında programın ilk aşamasının kazananlarını açıkladı. Toplamda 50 milyon dolar beş Amerikan şirketine insanlı uzay araçları teknolojilerini araştırması ve geliştirmesi için teşvik olarak verildi. 2011 yılda ikinci aşamanın birincileri açıklandı ve toplamda 270 milyon dolar dört şirkete verildi. 2012 yılında üçüncü aşamanın birincileri açıklandı ve NASA mürettebat transfer sistemlerini geliştirmesi için kazanan üç şirkete toplamda 1.1 milyar dolar verdi. Programın bu aşamasının 3 Haziran 2012-31 Mayıs 2014 arasında gerçeklemesi beklenmekte. Son aşamanın galipleri SpaceX'in Dragon modelinin Falcon 9 roketi ile gönderilmesi, Boeing'in CST-100 modeli ve Sierra Nevada'nın Dream Chaser modelinin Atlas V toketi ile gönderilmesi planlanıyor. NASA'nın sadece bir üreticiyi tercih edeceği ve 2017'ye kadar da seçtiği aracı kullanmaya başlayacağı tahmin ediliyor.

Alçak Dünya Yörüngesi Ötesi (ADYÖ) [Beyond Low Earth Orbit] görevleri kapsamında NASA bir Saturn V tipi roket ve Orion uzay aracından oluşan Space Launch System'i (SYS) geliştirmesi istendi. 2010 Şubat'da Obama yönetimi Constellation Program'ın bütçesini azalttı ve UUİ'ye hizmet edecek özel şirketlere aktardı. 15 Nisan 2010'da Kennnedy Uzay Merkezi'nde yaptığı konuşmada Başkan Obama iptal edilen Ares V uzay aracının yerine geçecek yeni ağır yük aracını (AYY) tanıttı ve projenin 2015'e kadar biteceğini açıkladı. Aynı zamanda Birleşik Devletler'in 2020'li yıllara kadar bir asteroite ekip gönderileceğini ve 2030'lara kadar Mars yörüngesine bir mürettebat gönderileceğini açıkladı. 2010'da Kongre'den geçen ve Başkan'ın Ekim ayında imzaladığı kanun ile Constellation Program'ı resmen sona erdi.

Yasaya göre yeni bir AYY geliştirilmeli ve yasa Başkan tarafından onaylandıktan 90 gün sonra inşasına başlanmalı. Bu yasa yeni AYY'yi Uzaya Yollama Sistemi (Space Launch System) olarak adlandırdı. Ayrıca Constellation programı kapsamında geliştirilen Orion aracının da geliştirilmesi gerekiyordu. Uzaya Yollama Sistemi'nin Orion dışında başka kargoları da uzaya götürmesi gerekiyordu.

Dünya ve Güneş Sistemi'ni keşfetmek için NASA tarafından 1000'den fazla insansız görev gerçekleştirildi. Keşif görevleri dışında iletişim uyduları da NASA tarafından gönderilirdi. Görevler ya doğruca Dünya'dan ya da yörüngedeki uzay mekiklerinden gönderilen araçlarla gerçekleştirilirdi.

İlk Amerikan insansız uydusu Explorer 1 Uzay Yarışı'nın erken dönemlerinde yollandı. Ocak 1958'de Sputnik 1'den iki ay sonra yollandı. NASA kurulduğu zaman Explorer projesi NASA'ya aktarıldı ve günümüze kadar sürdürüldü. Projedeki görevlerin başlıca odakları Dünya, Güneş, manyetik alanları ölçmek ve Güneş rüzgârlarını incelemektir. Günümüze yakın Dünya'dan yönetilen ama Explorer Projesi'ne bağlı olmayan Hubble Uzay Teleskobu 1990 yılında uzaya gönderildi.

Güneş Sistemi en az dört insansız uzay programının ana hedefi olmuştur. Birinci proje 1960 ve 70'li yıllarda yürütülmüş Marn