Project Constellation ist ein Plan für die US-Regierung, über die Weltraumbehörde NASA einen Mann auf dem Mond zu landen, dort eine dauerhafte Basis zu errichten und die Bühne für eine mögliche Mars-Mission zu bereiten. Wie derzeit geplant, besteht Project Constellation aus dem Design, Bau, Test und Einsatz von schweren Boostern (Ares I, Ares IV, Ares V), zwei neuen Raumfahrzeugen (Orion Crew Vehicle und Altair Lunar Lander) und einem Mondbooster (Earth Abflugphase).
Project Constellation kann als modernisierte Version des Apollo-Projekts der 1960er Jahre betrachtet werden, mit mehr Augenmerk auf eine permanente Mondbasis und eine zukünftige Mars-Mission. Es wird erwartet, dass Project Constellation über einen Zeitraum von zwanzig Jahren (20 – 2004) 2024 Milliarden US-Dollar kosten wird, wobei die Kosten für Bestellungen von Raumfahrzeugen 3.5 Milliarden US-Dollar nicht überschreiten werden. Zum Vergleich: Das Apollo-Projekt kostete 28 Milliarden US-Dollar (2006 US-Dollar), während das Shuttle-Programm 145 Milliarden US-Dollar (2006 US-Dollar) kostete.
Das Hauptziel von Project Constellation ist es, bis 2020 einen Mann auf den Mond zu bringen. Dies ist ein entspannterer Zeitplan als das Apollo-Programm, das 1961 angekündigt wurde und 1969 den Mond erreichte.
Um den Mond zu erreichen, verwendeten die Apollo-Missionen einen Lunar Orbit Rendezvous (LOR)-Ansatz, bei dem ein zweiteiliges Raumfahrzeug in die Mondumlaufbahn geschossen wurde. Ein Teil des Raumfahrzeugs (Mondlandefähre) löste sich vom anderen (Kommandolandefähre), senkte sich zum Mond und machte dann ein Rendezvous mit der Kommandolandefähre in der Mondumlaufbahn. Diese Schiffe kehrten dann zusammen zur Erde zurück. Project Constellation wird dem Earth Orbit Rendezvous (EOR) einen größeren Stellenwert einräumen. In EOR werden die Vorräte und der Treibstoff getrennt von den Astronauten gestartet. Diese Raumfahrzeuge verbinden sich dann vor ihrer Reise zum Mond in der Erdumlaufbahn. Bei der Ankunft auf dem Mond wird das Orion Crew Vehicle unbemannt im Orbit gelassen, während die vierköpfige Crew den Altair Lunar Lander für einen Besuch auf dem Mond betritt. Nach Abschluss ihres Aufenthalts trifft Altair wieder auf Orion und sie kehren zur Erde zurück. Dieser Missionsansatz kombiniert EOR und LOR.
Die NASA hat in der Antarktis einen aufblasbaren Lebensraum für die Astronauten des Project Constellation getestet. Dies könnte den Kern einer zukünftigen Mondbasis bilden.