ルナ16号
設計と製作は、ゲオルギー・ババキン率いるラーヴォチュキン設計局(OKB-301 現S・A・ラーヴォチュキン記念科学生産合同)が担当した。
ルナ16号は降下ステージと上昇ステージの2つから構成されていた。
降下ステージは探査機を月面に着陸させる機能を担った。エアバッグによる着陸を行ったルナ9号・ルナ13号と異なり、ルナ16号はロケットを噴射しながら探査機全体が4本の足で軟着陸する設計になっていた。カメラ、温度計、放射線計といった機器も搭載され、着陸後の科学的観測も行った。
上昇ステージは降下ステージの上に取り付けられていた。月面から発射され地球へ試料を送り届ける役割があった。上昇する際に使用するロケットエンジンと、試料を封入し大気圏に突入するためのカプセルを備えていた。月面からの打ち上げの際には降下ステージが発射台としての役目を果たした。
全体での重量は5.6トンに達した。打ち上げにはプロトンロケットが使用された。