Amerikalıların Gemini projesi, aynı araçla birden fazla astronotu uzaya çıkarmak, uzay araçlarının uçuş sırasında birbirlerine yaklaşmasını ve kenetlenmesini sağlamak, boşlukta yürüyüş yapmak, uzayda meteorit veya toz toplamak gibi amaçları gerçekleştirdi. Gemini uzay araçları, Mercury projesinde kullanılan uzay araçlarından daha büyüktü. gemini-1 ve Gemini-2 denemeleri insansız olarak 1964’de yapıldı. Bu denemelerde Gemini aracının dayanıklılığı, manevra kabiliyeti, içindeki aletler kontrol edildi. 25 Mart 1965 günü, Titan-2 füzesi ile fırlatılan gemini – 3 aracıyla Amerikalılar ilk defa iki astronotu birden uzaya çıkardılar. Astronotlar Virgil I. Grissom ve Jojn W. Young idi. Dünya çevresinde üç kez dolaştıktan sonra Okyanusa indirildiler. Bu uçuşun bir özelliği de uçuş sırasında, yörünge değiştirmek oldu ve bu deneme başarıyla sonuçlandı. gemini-3’ün ağırlığı 3225 kg. yörüngesinin dünyaya yakın olan mesafesi 161, en uzak mesafesi ise 225 km. idi. 3 Haziran 1965’te yine Titan-2 füzesi ile fırlatılan gemini-4’ün ağırlığı 3566 kg. idi. İkş astronot James Mc. Divitt ve Edward white, dünya çevresinde 66 tur yaptılar. Astronot White uçuş sırasında kabinden çıktı el ile kullanılan bir aletle denge sağlayarak 21 dakika uzay yürüyüşü yapmayı başardı. Bu Amerikalıların uzay boşluğunda verdikleri ilk sınavdı. Daha sonra Gemini-5’i 21 Ağustos 1965 günü fırlattılar. Aracın astronotları Gordon Cooper ve Charles Conrad jr. idi. Bu denemede Dünya çevresinde 128 dönüş gerçekleştiren astronotlar uzayda 7 gün 22 saat 55 dakika kaldılar. Bu denemenin özelliklerinden biri, enerji kaynağı olarak ilk defa elektrik pilinin de kullanılması idi. Aracın ağırlığı 36 00 kg. idi.
gemini-6’dan önce, 4 Aralık 1965 günü fırlatılan Gemini-7’nin astronotları Frank Borman ve James Lowell idi. Dünya çevresinde 206 dönüş yaparak ve uzayda iki hafta kalarak rekor kırdılar. Daha sonra, 15 Aralık 1965 günü fırlatılan Gemini-6, Gemini-7’ye yaklaşmak, onu yakalamak için manevra yapmak amacı ile yörüngeye girdi. Gemini-7 astronotları insan vücudunun uzay şartlarına mukavemetinden laser ışını ile haberleşmeye kadar pek çok deneme yaptılar. Gemini-6 ve Gemini-y denemesinden sonra Amerikalılar uzay çalışmalarında öne geçmiş, ve üstünlüğü ele almış oldular. gemin-6’da bulunan astronotlar walter Schirra ile Thomas Stafford idi. Fırlatılışından 5 saat 47 dakika sonra Gemini-7’de buluştular ve yakın mesafede uçuşa devam ederek Dünya çevresinde 17 tur yaptılar. Onların yolculukları 25 saat 51 dakika sürdü.
Gemini-8:
16 mart 1966’da bu sekizinci deneme insanlı uçuşlarda yeni bir aşama oldu. Amerikalılar bu tarihte biri Gemini-8 diğeri de Target olan iki aracı 100 dakika ara ile fırlattılar. Titan-2 füzesi ile fırlatılan Gemini-8’in astronotları Neil Armstrong ve David Scott idi. Astronotlar 5. turu yaparken, iki araç, yerden verilen elektronik komutla uzayda kenetlendi ve sonra ayrıldı. Gemini-8’in ağırlığı 3788 kg. idi. Yedi dönüş yaptıkları yörüngelerinin Dünya’ya en yakın mesafeleri 159, en uzak mesafesi ise 270 km. oldu.
Gemini-9:
1 Haziran 1966’da fırlatılan gemini-9 Target bir hedef araçtı. İnsansız idi. 3 Haziran 1966’da fırlatılan Gemini-9’da ise astronot olarak Thomas Stafford ve Eugene Cernan bulunuyordu. Astronotlar daha evvel fırlatılan Gemini-9 Target ile uzayda buluşmuş fakat kenetlenme sağlanamamıştı. Bu deneme sırasında Cernan kabinden çıkarak uzay boşluğunda 2 saat 9 dakika yürüdü. -9’un ağırlığı 3750 kg, yörüngesinin en yakın mesafesi 161, en uzak mesafesi 272 km. idi. Dünya çevresinde 48 saat dönüş yaptı.
Gemini-10:
Gemini projesinin en başarılı denemesi olmuştur. 18 Temmuz 1966’da hedef araç Gemini-10 Target fırlatılmış bundan 1 saat 40 dakiaka sonra, içinde John Young ve Michael Collins bulunan gemini- 9 hareket etmiş ve hedef araçla, hem de daha evvel yörünge de kalan ikinci bir araçla buluşmayı sağlamışlardır. Young ve Collins kendilerinden önce fırlatılan hedef füze ile buluşmuş ve birleşmiş onun yakıtını kullanarak yörünge değiştirmiştir. Birinci randevu böylece gerçekleşmiş ve ikinci randevuya geçmişlerdir. ikinci randevu 4 ay önce yapılan gemini-8 denemesinde yörüngede bırakılan başka bir hedef aracı ile olacaktı. Bunun için ilk randevuda kenetlendikleri hedef füzeyi bırakmış, yörünge uçuşu yaparak kendilerini bekleyen ikinci araca ulaşmışlardır. İkinci hedefe bir metre kadar yaklaşan Gemini-10 bu mesafeyi koruyarak uçuşa devam etmiştir. Bu sırada astronot Collins kabinden çıkmış, 30 dakikak kadar yürümüş ve yanlarında ikinci araca giderek, ona takılı duran bir uzay tozu toplama torbasını almıştır. Sonra da bunu Dünyaya getirmiştir. Böylece, ilk defa uzayda bulunan bir insan başka bir cisme giderek oradan bir şey almış ve görevini yapmıştır. gemin-10 aracı 3740 kg. ağırlıktaydı. Dünyanın etrafında 46 kez dolaştı.
Gemini-11-12
Bu deneme de12 Eylül 1966 tarihinde çift araçla yapılmıştır. Önce Gemin-10 Target fırlatılmış ve ondan sonra gemini-11 hareket etmiştir Bu araçta astronot C.P. Conrad ve R. Gordon bulunuyordu. Hedef araca ulaşan astronotlar onun yakıtını kullanarak, daha önceki denemede olduğu gibi yörünge değiştirdiler. Bundan sonra Gordon kolunda denge sağlayan özel bir cihazla, uzay boşluğunda 45 dakika yürüdü ve 30 metre uzunluğunda bir emniyet kordonunu hedef araca bağladı.Daha sonra astronotlar kendi araçlarının itici motorlarını ateşlediler ve hedef araçtan ayrıldılar. Fakat, bundan sonra ayrıldıkları hedef aracın etrafında dönüşler yapmaya başladılar. Bu şekilde, uzaydaki bir aracın etrafında dönüşler yapılarak kullanılabileceğini, iki araç arasında yükleme, boşaltma, aktarma gibi işlerin yapılabileceğini ispatlamış oldular. Yine bu denemede, astronot Gordon sandalyesini yükselterek vücudunun beline kadar olan kısmını kabinden dışarı çıkardı, dünyanın ve yıldızların resimlerini çekti. Gemini-11, 3586 kg. ağırlıktaydı. Dünya çevresinde 47 dönüş yaptı. 11 Kasım 1966 günü yapılan bu denemede, bir önceki gemini denemesindeki işler tekrarlanmış, fazladan bazı incelemeler yapılmıştır. Gemini-12’de bulunan astronotlar James Lowell ile Edwin aldrin idi. Daha evvel fırlatılan hedef araçla birleştiler. Astronot Aldrin uzayda 2 saat kadar yürüdü ve hedef araca bir emniyet kordonu bağladı. Astronotlar bu uçuşta uzayda Güneş tutulmasını seyretmişler, Dünya üzerinde bulutlarını şekillerini incelemişler ve her zaman olduğu gibi resimler çektiler. Aracın ağırlığı 3763 kg; yörüngesinin en yakın mesafesi 161, en uzak mesafesi 282 km. idi. Dünya çevresinde 63 kez döndü. Bu deneme ile Gemini projesi sone ermişti. Denemelerden faydalı sonuçlar alınmış, Ay’ın fethine bir adım daha yaklaşılmıştı.