Project Gemini war das zweite bemannte Raumfahrtprogramm der USA. Sein primäres Ziel war es, während des Apollo-Programms die Techniken und die Ausrüstung zu entwickeln, die für die spätere Mondlandung benötigt werden. Die für das Projekt Gemini verwendete Kapsel könnte zwei Astronauten aufnehmen, bis zu zwei Wochen im Orbit bleiben, Raumflüge durchführen und an anderen Raumfahrzeugen andocken. Projekt Gemini umfasste schließlich elf bemannte Missionen, bei denen Dinge wie Ausdauer, Andocken und Manövrieren im Weltraum getestet wurden.
Die Raumsonde Project Gemini wurde mit der Titan-II-Rakete, einer umgebauten ballistischen Interkontinentalrakete, gestartet. Der Titan II verwendet hypergolische Treibstoffe, Hydrazin und Stickstofftetroxid, die sich bei Kontakt entzünden. Die Projekt Gemini-Kapsel selbst war viel kleiner als die Apollo-Kapsel und konnte unter sehr beengten Bedingungen nur zwei Astronauten aufnehmen. Die Größe des Raumfahrzeugs wurde durch die Masse begrenzt, die in die Umlaufbahn gebracht werden konnte, sowie durch die Notwendigkeit, sicher wieder in die Kapsel einzutreten.
Die Project Gemini-Kapsel war die erste, die abnehmbare Module enthielt; es enthielt ein Servicemodul für Treibstoff, Energie und Lebenserhaltung, ein Wiedereintrittsmodul, um die Kapsel zu verlangsamen und zur Erde zurückzukehren, und ein Kommandomodul für die Astronauten. Die Gemini-Kapsel könnte Raketen verwenden, um ihre Bewegung um die Erde zu kontrollieren, und oft in eine vorab geplante Umlaufbahn manövriert, um sich mit einem anderen Fahrzeug zu treffen. Ursprünglich wurden Batterien für die Stromversorgung verwendet, aber in späteren Missionen kamen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen hinzu, die ersten Brennstoffzellen, die auf einem bemannten Raumfahrzeug geflogen wurden.
Spätere Project Gemini-Missionen demonstrierten die Protokolle für das Andocken im Orbit und verwendeten eine angedockte Agena-Rakete, um in eine höhere Umlaufbahn zu gelangen. Extra-vehicular Activity (EVA), allgemein bekannt als „Space Walking“, wurde erstmals bei Project Gemini verwendet, um an der Außenseite des Raumfahrzeugs zu arbeiten. Die Astronauten des Projekts Gemini blieben schließlich bis zu zwei Wochen im Weltraum und überprüften, ob der menschliche Körper und die Ausrüstung des Raumfahrzeugs während der langen Reise zum Mond standhalten konnten. Nach Abschluss des Apollo-Projekts wurde eine größere Version des Gemini-Raumschiffs vorgeschlagen, um Vorräte und Menschen in den Weltraum zu bringen, aber der Plan wurde später verschrottet.