A Lunar Orbiter–5 felvétele a Hold egyik legszebb kráteréről, a Tychóról

A kezdeti űrszondás próbálkozások nem annyira felfedezési, mint inkább politikai célúak voltak. Ennek keretében a Szovjetunióban megkezdték a Luna-programot, míg az Egyesült Államokban a Pioneer-programot. Mindkettő célja a Hold volt – és az, hogy megelőzzék egymást. Végül a Luna-program lett a győztes: három eltitkolt sikertelen indítás után a Luna–1 érte el először a Holdat 1959. január 4-én, amikor 6 000 kilométerre repült el mellette, majd a Luna–2 csapódott először a holdfelszínbe 1959. szeptember 14-én és a Luna-3 készítette az első fényképeket a Hold túloldaláról 1959. október 4-én. A Pioneer-program holdi becsapódásra tervezett első három szondája szintén kudarcot vallott és visszazuhant a Földre, mire a Pioneer–4 1959. március 4-én választ adott a Luna–1 teljesítményére. Az amerikaiak nem is próbálkoztak tovább ezzel a szondatípussal, hanem Ranger néven új eszköz tervezésébe fogtak és a Hold felszínének fotózását, illetve a becsapódást már ezzel akarták végrehajtani. A Ranger-program szondáinak a tervek szerint el kellett érniük a holdfelszínt, amelybe végül becsapódtak, ám az utolsó percekben minden korábbinál nagyobb felbontású képeket készíthettek. Rengeteg hiba után a Ranger–7 volt az első, amely teljesíteni tudta küldetését 1964. július 31-én.

A Surveyor–7 leszállóhelyéről készült fotómozaik. A háttérben a felső képen levő Tycho-kráter oldala emelkedik dombként a horizonton

A következő fejlődési lépcső a sima leszállás teljesítése volt. Ez már az emberes holdprogramok jegyében zajlott: kísérletileg kellett bebizonyítani, hogy le lehet szállni űrhajóval a holdfelszínre és ott képes lesz az ember is megvetni a lábát. A Szovjetunió a Luna-program továbbfejlesztésével (gyakorlatilag ugyanazon név alatt új szondatípussal), az USA pedig a Surveyor-program beindításával látott neki a feladatnak. Ismét egy Luna szonda ért el először sikert, amikor 1966. február 6-án a Luna–9 sima leszállást mutatott be az Oceanus Procellarumon. A szonda egy kráterben landolt, így nem sokat tudott közvetíteni a holdfelszínről – nem látott ki a kráterből –, ám az első közelképeket is neki köszönhetjük. A Luna-programban összesen nyolc sikeres leszállást teljesítettek szovjet szondák, amelyből kettő automata holdjárót, a Lunohodot is vitt magával. Az első sikeres Surveyor szonda négy hónapos késéssel, 1966. június 2-án szállt le, ám jóval több képet küldött szovjet vetélytársánál. A program két kudarcba fulladt és további négy sikeres repülést tartalmazott.

A leszállás nyújtotta lehetőségek helyi megfigyeléseket tettek lehetővé, de a tudósoknak és az ember holdi leszállását tervező mérnököknek szüksége volt globális adatokra, illetve fotótérképekre az egyes kijelölt leszállóhelyekről. Ehhez Hold körüli pályára kellett állítani egy űreszközt. A Szovjetunió a Luna-programban hozott létre ezért egy újabb űrszondatípust, az amerikaiak új néven indították a Lunar Orbiter-programot. Az első sikeres Hold körüli pályára állást a Luna–10 teljesítette 1966. április 3-án, ezzel a Hold első mesterséges holdja lett. Mindkét szondatípus rengeteg képet közvetített a Földre, amelyből mindkét oldalon összeállt a Hold egyenlítői területének egy minden addiginál részletesebb képe. (Erre elsősorban azért volt szükség, mert ide, az egyenlítő mentére tervezték küldeni az embert szállító űrhajókat a tervezők).