Lunar Orbiter 1 là một phi thuyền không người lái, và là một phần của chương trình Lunar Orbiter. Đây là phi thuyền không người lái đầu tiên của Mỹ bay quanh mặt trăng. Nó được thiết kế chủ yếu để chụp các khu vực trơn tru của bề mặt mặt trăng để lựa chọn và xác minh các điểm hạ cánh an toàn cho các cơ quan Khảo sát và chương trình Apollo. Nó cũng được trang bị để thu thập cường độ bức xạ, và dữ liệu tác động của các tiểu hành tinh nhỏ.Tàu vũ trụ được đặt trong quỹ đạo tạm thời quay quanh Trái Đất vào ngày 10 tháng 8 năm 1966, lúc 19:31 UTC. Việc khởi động tên lửa đẩy tàu vũ trụ này về hướng Mặt Trăng xảy ra lúc 20:04 UTC. Tàu vũ trụ đã trải qua một sự thất bại tạm thời của bộ theo dõi sao Canopus (có lẽ do ánh sáng mặt trời đi lạc) và trở nên quá nóng trong quá trình hành trình lên Mặt Trăng. Vấn đề theo dõi dấu vết của sao được giải quyết bằng cách điều hướng bằng cách sử dụng Mặt trăng làm tham chiếu và nhiệt độ quá nóng được giảm xuống bằng cách định hướng tàu vũ trụ nghiêng 36 độ so với Mặt Trời để giảm nhiệt độ.Lunar Orbiter 1 đã được phóng vào quỹ đạo mặt trăng gần xích đạo elip 92,1 giờ sau khi phóng. Quỹ đạo ban đầu là 189,1 bởi 1.866,8 km (117,5 mi × 1,160,0 mi) và có thời gian 3 giờ 37 phút và độ nghiêng 12,2 độ. Vào ngày 21 tháng 8, độ cao đã giảm xuống 58 km (36 dặm) và vào ngày 25 đến 40,5 km (25,2 mi). Tàu vũ trụ đã thu thập dữ liệu ảnh từ ngày 18 đến 29 tháng 8 năm 1966 và việc đọc dữ liệu gửi về đã diễn ra từ ngày 14 tháng 9 năm 1966.