تعد البعثات إلى القمر عديدة وتمثل بعضاً من أوائل المساعي في المهمات الفضائية، مع بدء الاستكشاف المستمر للقمر في عام 1959.
كانت أول مهمة قمرية ناجحة جزئياً هي لونا 1 في يناير 1959، والتي أصبحت أول مسبار يفلت من جاذبية الأرض ويقوم بالتحليق بالقرب من جرم فلكي آخر، عابراً بالقرب من القمر. وبعد ذلك بوقت قصير، تم تنفيذ أول هبوط على القمر—وأول هبوط على أي جرم سماوي آخر—بواسطة مسبار لونا 2، الذي اصطدم عمداً بالقمر في 14 سبتمبر 1959. أما الجانب البعيد من القمر، المحجوب دائماً عن الأرض بسبب التقييد المدي، فقد تم تصويره لأول مرة بواسطة لونا 3 في 7 أكتوبر 1959، مما كشف عن تضاريس لم يسبق رؤيتها من قبل.
استمر التقدم الملحوظ طوال الستينيات؛ ففي عام 1966، حقق مسبار لونا 9 أول هبوط ناعم متحكم فيه على سطح القمر، وتبعه في وقت لاحق من ذلك العام مسبار لونا 10، وهو أول مركبة فضائية تدخل مداراً حول القمر. وفي عام 1968، أصبحت مهمة زوند 5 أول مهمة تحمل أشكالاً من الحياة الأرضية—وتحديداً سلاحف—في مسار حول القمر أعادها بسلام إلى الأرض، مما أثبت الجدوى البيولوجية في الفضاء السحيق.
نُفذت أولى الرحلات المأهولة إلى القمر من قبل الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة، مما شكل ذروة سباق الفضاء. وبينما تحول البرنامج السوفيتي نحو مهمات روبوتية لـ العودة بالعينات، تقدم برنامج أبولو الأمريكي من خلال سلسلة من المهمات المتزايدة التعقيد. وفي ديسمبر 1968، أصبح مسبار أبولو 8 أول مركبة فضائية مأهولة تدور حول القمر. وفي 20 يوليو 1969، أنجزت أبولو 11 أول هبوط مأهول على سطح القمر، وخلاله أصبح نيل آرمسترونغ أول إنسان يطأ سطح القمر. وبالتزامن مع ذلك، كانت المهمة الروبوتية السوفيتية لونا 15 تدور أيضاً حول القمر، مما يمثل أول حالة معروفة لعمليات متزامنة خارج الأرض من قبل دول مختلفة.
بين عامي 1969 و1972، نفذت الولايات المتحدة ست عمليات هبوط ناجحة لبرنامج أبولو، بينما استمر الاتحاد السوفيتي في نشر مسابير غير مأهولة، بما في ذلك برنامج لوناخود—أول مركبات جوالة خارج الأرض—ومهمات العودة بالعينات حتى عام 1976. بعد هذه الفترة، حدثت فجوة في المهمات القمرية المخصصة استمرت حتى عام 1990. ومنذ ذلك الحين، شهد الاهتمام المتجدد باستكشاف القمر مهمات إضافية قامت بها مجموعة أوسع من الكيانات الفضائية. وبالترتيب الزمني بعد الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة، زارت القمر كل من: اليابان، ووكالة الفضاء الأوروبية، والصين، والهند، ولوكسمبورغ، وإسرائيل، وإيطاليا، وكوريا الجنوبية، والإمارات العربية المتحدة، وروسيا، وباكستان.
في عام 2018، تم استهداف الجانب البعيد من القمر لأول مرة بمهمة هبوط. وفي 3 يناير 2019، نجحت مهمة تشانج آه 4 الصينية في الهبوط في حوض أيتكين، ونشرت المركبة الجوالة يوتو-2، التي بدأت العمليات العلمية في نصف الكرة القمري غير المستكشف. وبعد خمس سنوات، أطلقت الصين مهمة تشانج آه 6 للعودة بالعينات إلى الجانب البعيد. هبطت مركبتها في فوهة أبولو في 1 يونيو 2024 وجمعت أول عينات قمرية يتم استردادها من نصف الكرة البعيد للقمر.
كانت أول مهمة تجارية إلى القمر هي "مهمة مانفريد التذكارية للقمر" (4M)، التي طورتها شركة LuxSpace، وهي تابعة لشركة الفضاء الألمانية أو إتش بي - إس إي، وأُطلقت في 23 أكتوبر 2014 كحمولة ثانوية على متن مركبة Chang'e 5-T1 التابعة لوكالة الفضاء الصينية.
كما زار القمر عدد صغير من المركبات الفضائية غير المخصصة لدراسة القمر. من بينها، نفذت أربع مركبات عمليات تحليق مستخدمة القمر في مناورات مساعدة الجاذبية لتغيير مساراتها بين الكواكب. بالإضافة إلى ذلك، وُضع القمر الصناعي "إكسبلورر 49" (Explorer 49)، وهو قمر صناعي لعلم الفلك الراديوي أطلقته الولايات المتحدة عام 1973، في مدار حول القمر حيث عمل القمر نفسه كدرع من التداخل الراديوي الأرضي، مما مكن من رصد إشارات الراديو في الفضاء السحيق.