Le projet Gemini (IPA : ) était le deuxième programme de vols spatiaux habités de la NASA. Mené entre les projets Mercury et Apollo, Gemini a commencé en 1961 et s'est terminé en 1966. Le vaisseau spatial Gemini transportait un équipage de deux astronautes. Dix équipages Gemini et 16 astronautes individuels ont effectué des missions en orbite terrestre basse (LEO) en 1965 et 1966.

L'objectif de Gemini était le développement de techniques de voyage dans l'espace pour soutenir la mission Apollo d'atterrissage d'astronautes sur la Lune. Ce faisant, il a permis aux États-Unis de rattraper et de dépasser l'avance en capacité de vols spatiaux habités que l'Union soviétique avait obtenue dans les premières années de la course à l'espace, en démontrant : une endurance de mission jusqu'à un peu moins de 14 jours, plus longue que les huit jours nécessaires pour un aller-retour vers la Lune ; les méthodes pour effectuer une activité extra-véhiculaire (EVA) sans se fatiguer ; et les manœuvres orbitales nécessaires pour atteindre le rendez-vous et l'amarrage avec un autre vaisseau spatial. Cela a laissé Apollo libre de poursuivre sa mission principale sans perdre de temps à développer ces techniques.

Tous les vols Gemini ont été lancés à partir du Launch Complex 19 (LC-19) à Cape Kennedy Air Force Station en Floride. Leur lanceur était le Gemini-Titan II, un missile balistique intercontinental modifié (ICBM). Gemini a été le premier programme à utiliser le centre de contrôle de mission nouvellement construit au Houston Manned Spacecraft Center pour le contrôle des vols. Au cours du programme, trois astronautes sont morts dans des accidents aériens pendant l'entraînement, dont les deux membres de l'équipage principal de Gemini 9. Cette mission a été effectuée par l'équipage de secours.

Gemini était suffisamment robuste pour que l'armée de l'air américaine prévoie de l'utiliser pour le programme Manned Orbital Laboratory (MOL), qui a ensuite été annulé. Le concepteur en chef de Gemini, Jim Chamberlin, a également élaboré des plans détaillés pour les missions d'atterrissage cislunaire et lunaire à la fin de 1961. Il pensait que le vaisseau spatial Gemini pouvait voler dans des opérations lunaires avant le projet Apollo et coûter moins cher. L'administration de la NASA n'a pas approuvé ces plans. En 1969, McDonnell-Douglas a proposé un "Big Gemini" qui aurait pu être utilisé pour transporter jusqu'à 12 astronautes vers les stations spatiales prévues dans le cadre du projet Apollo Applications Project (AAP). Le seul projet AAP financé était Skylab - qui utilisait des engins spatiaux et du matériel existants - éliminant ainsi le besoin de Big Gemini.