双子座计划（IPA：）是美国宇航局的第二个载人航天计划。双子座在水星和阿波罗项目之间进行，于 1961 年开始并于 1966 年结束。双子座宇宙飞船搭载了两名宇航员。 1965 年和 1966 年期间，10 名双子座机组人员和 16 名单独的宇航员执行了近地轨道 (LEO) 任务。

双子座的目标是开发太空旅行技术，以支持阿波罗登月任务。通过这样做，它使美国能够赶上并克服苏联在太空竞赛初期获得的载人航天能力领先优势，证明：任务续航时间不到 14 天，比 8 天更长往返月球所需的天数；无需疲劳地进行车外活动 (EVA) 的方法；以及实现与另一艘航天器会合和对接所需的轨道机动。这使阿波罗可以自由地追求其主要使命，而无需花时间开发这些技术。

所有双子座航班都是从佛罗里达州肯尼迪角空军基地的 19 号发射场 (LC-19) 发射的。他们的运载火箭是双子座-泰坦 II，一种改进的洲际弹道导弹 (ICBM)。双子座是第一个使用休斯顿载人航天中心新建的任务控制中心进行飞行控制的计划。支持双子座项目的宇航员包括“水星七号”、“新九号”和1963年的宇航员班。在该计划期间，三名宇航员在训练期间死于空难，其中包括双子座 9 号主要机组人员的两名成员。该任务由后备机组人员执行。

双子座足够强大，以至于美国空军计划将其用于载人轨道实验室（MOL）计划，该计划后来被取消。双子座的首席设计师吉姆·张伯林也在 1961 年末制定了详细的地月和登月任务计划。他相信双子座飞船可以在阿波罗计划之前进行月球作业，而且成本更低。 NASA 政府没有批准这些计划。 1969 年，麦克唐纳-道格拉斯提出了一个“大双子座”，可以用来将多达 12 名宇航员穿梭到阿波罗应用项目 (AAP) 中计划的空间站。唯一资助的 AAP 项目是 Skylab——它使用了现有的航天器和硬件——从而消除了对 Big Gemini 的需求。