Để đến Mặt trăng, trước tiên, một tàu vũ trụ phải rời khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất; Hiện nay, phương tiện thực tế duy nhất là một tên lửa. Không giống như các phương tiện trên không như bóng bay và máy bay phản lực, một tên lửa có thể tiếp tục tăng tốc trong chân không bên ngoài bầu khí quyển.

Khi tiếp cận mặt trăng mục tiêu, một tàu vũ trụ sẽ được kéo lại gần bề mặt của nó với tốc độ tăng dần do trọng lực. Để hạ cánh nguyên vẹn, nó phải giảm tốc xuống dưới 160 km mỗi giờ (99 dặm / giờ) và được bảo vệ để chịu được tác động "hạ cánh cứng" hoặc phải giảm tốc độ không đáng kể khi tiếp xúc với "hạ cánh mềm" (chỉ duy nhất lựa chọn cho con người). Ba nỗ lực đầu tiên của Hoa Kỳ để thực hiện cuộc đổ bộ Mặt trăng cứng thành công với gói máy đo địa chấn gồ ghề vào năm 1962 đều thất bại.  Liên Xô lần đầu tiên đạt được cột mốc của một cuộc đổ bộ mặt trăng cứng với một chiếc máy ảnh gồ ghề vào năm 1966, chỉ sau đó vài tháng sau cuộc đổ bộ mặt trăng mềm đầu tiên của Hoa Kỳ

Tốc độ hạ cánh trên bề mặt của nó thường nằm trong khoảng từ 70 đến 100% tốc độ thoát của mặt trăng mục tiêu, và do đó đây là tổng vận tốc phải được giảm từ lực hấp dẫn của mặt trăng mục tiêu để hạ cánh mềm. Đối với Mặt trăng của Trái Đất, vận tốc thoát là 2,38 km mỗi giây (1,48 mi / s).  Sự thay đổi vận tốc (được gọi là delta-v) thường được cung cấp bởi một tên lửa hạ cánh, phải được đưa vào không gian bởi phương tiện phóng ban đầu như một phần của tàu vũ trụ nói chung. Một ngoại lệ là việc hạ cánh trên mặt trăng mềm trên Titan do tàu thăm dò Huygens thực hiệnvào năm 2005. Là mặt trăng có bầu khí quyển dày nhất, việc hạ cánh trên Titan có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các kỹ thuật xâm nhập khí quyển thường có trọng lượng nhẹ hơn một tên lửa có khả năng tương đương.

Liên Xô đã thành công trong lần hạ cánh đầu tiên trên Mặt trăng vào năm 1959.  cố hạ cánh  có thể xảy ra do trục trặc trong tàu vũ trụ, hoặc chúng có thể được bố trí một cách có chủ ý cho các phương tiện không có tên lửa hạ cánh trên tàu. Đã có nhiều vụ tai nạn Mặt trăng như vậy, thường với đường bay của chúng được điều khiển để tác động tại các vị trí chính xác trên bề mặt mặt trăng. Ví dụ, trong chương trình Apollo, giai đoạn thứ ba S-IVB của tên lửa Saturn V cũng như giai đoạn đi lên của Mô-đun Mặt trăng đã cố tình đâm vào Mặt trăng nhiều lần để cung cấp các tác động đăng ký như một trận động đất trên máy đo địa chấnđã được để lại trên bề mặt mặt trăng. Những sự cố như vậy là công cụ trong việc lập bản đồ cấu trúc bên trong của Mặt trăng.

Để trở về Trái Đất, tốc độ thoát của Mặt trăng phải được khắc phục để tàu vũ trụ thoát khỏi lực hấp dẫn của Mặt trăng. Tên lửa phải được sử dụng để rời khỏi Mặt trăng và trở về không gian. Khi đến Trái Đất, các kỹ thuật xâm nhập khí quyển được sử dụng để hấp thụ động năng của tàu vũ trụ quay trở lại và giảm tốc độ của nó để hạ cánh an toàn.[ cần dẫn nguồn ] Các chức năng này làm phức tạp đáng kể nhiệm vụ hạ cánh trên mặt trăng và dẫn đến nhiều cân nhắc hoạt động bổ sung. Bất kỳ tên lửa khởi hành mặt trăng nào trước tiên phải được mang lên bề mặt Mặt trăng bằng tên lửa hạ cánh trên mặt trăng, làm tăng kích thước yêu cầu của mặt trăng. Tên lửa khởi hành Mặt trăng, tên lửa hạ cánh mặt trăng lớn hơn và bất kỳ thiết bị nhập khí quyển Trái Đất nào như tấm chắn nhiệt vàNhững chiếc dù phải lần lượt được nâng lên bằng phương tiện phóng ban đầu, làm tăng đáng kể kích thước của nó ở một mức độ đáng kể và gần như cấm.