Kể từ khi thành lập năm 1958, NASA đã tiến hành nghiên cứu về một loạt các chủ đề. Do cấu trúc độc đáo của nó, công việc xảy ra tại nhiều 'trung tâm xuất sắc' và các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau được tập trung ở các trung tâm đó.[1] Tùy thuộc vào công nghệ, phần cứng và chuyên môn cần thiết, nghiên cứu có thể được tiến hành trên một loạt các trung tâm.[2] Điểm nổi bật của nghiên cứu được thực hiện bởi cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ bao gồm: