アメリカ航空宇宙局
2004年1月14日、探査機スピリットが火星に着陸してから10日後、G・W・ブッシュ大統領は「宇宙開発の展望」と題する新宇宙政策「コンステレーション計画」を発表した。この計画は、現行のシャトルを2010年に退役させ、2014年までにオリオン宇宙船による有人宇宙飛行を実現させ、2020年までに月を有人探査し将来の有人火星探査に繋げるというものだった。この新宇宙政策について議会は当初は懐疑的だったが、2004年の暮れには初年度の予算を承認した。
この計画を奨励するために、NASAは2004年に「100年間の挑戦(Centennial Challenges)」と称する、非政府組織による科学賞を設立した。この中では、たとえば船外活動の時により効率よく作業できる宇宙服の手袋など、「宇宙開発の展望」計画のために有益な発明が表彰されている。
2006年12月4日、NASAは月面基地建設計画を発表した。当時の副長官スコット・ホロウィッツは2020年に建設を開始し、2024年までには飛行士が交代で滞在して、すべての資源を現地で調達できるような機能を持った基地を完成させる予定であることを表明した。この計画では、世界の様々な国の協力を求めていた。
2007年9月28日、NASA長官(当時)マイケル・グリフィン(Michael Griffin)は2037年までに人間を火星に到達させる目標を発表した。
しかし、この計画は2010年にバラク・オバマ大統領により中止された。
NASAは21世紀初頭までに150の有人宇宙飛行を含む多数の宇宙計画を成功させてきた。中でも著名なのは、11号による史上初の月面着陸を含む、一連のアポロ計画である。スペースシャトルはチャレンジャー号とコロンビア号の事故により、14名の搭乗員全員の命が失われるという大きな障害に見舞われた。シャトルはロシアの宇宙ステーションミールとのドッキングを果たし、現在はロシア・日本・カナダ・欧州宇宙機関など世界の多数の国々が共同参加している国際宇宙ステーションへのドッキングが可能である。
無人飛行計画もまた多数行われており、太陽系の7つの惑星(水星・金星・火星・木星・土星・天王星・海王星)はいずれも少なくとも一度は探査機が訪れ、1997年に打ち上げられたカッシーニ(Cassini)探査機は2004年の半ばに土星の周回軌道に乗り、土星表面やその衛星を探査している。カッシーニはNASAのジェット推進研究所と欧州宇宙機関による、20年以上におよぶ国際協力のたまものであった。またパイオニア10・11号およびボイジャー1・2号の4機は太陽系を離れた。NASAは現在の所、小惑星帯を越えて太陽系の外側へ探査機を送り込んだ唯一の宇宙機関である。いくつかの小惑星や彗星にも探査機が接近し、NEARシューメーカーは史上初の小惑星への着陸を行った。