La NASA se fundó el 29 de julio de 1958 a través del National Aeronautics and Space Act (Ley Nacional de la Aeronáutica y el Espacio), reemplazando a la NACA (Comité Consejero Nacional para la Aeronáutica).

La agencia estuvo operativa a partir del 1 de octubre de ese mismo año, y desde entonces ha liderado el esfuerzo estadounidense en la exploración del espacio, destacando las misiones de alunizaje del Programa Apolo, la estación espacial Skylab y, posteriormente, el transbordador espacial.

En la actualidad, la NASA da soporte a la Estación Espacial Internacional y supervisa el desarrollo de los vehículos Orión y Commercial Crew Development. La agencia es también responsable del Launch Services Program, que presta servicios de supervisión en las operaciones de lanzamiento y gestión de la cuenta atrás para lanzamientos no tripulados de la NASA.