Projekts Gemini bija Amerikas otrā pilotētā kosmosa programma. Tās galvenais mērķis bija Apollo programmas laikā izstrādāt tehniku un aprīkojumu, kas vajadzīgs vēlākai nolaišanai uz Mēness. Projektam Gemini izmantotajā kapsulā varētu ietilpt divi astronauti, palikt orbītā līdz divām nedēļām, veikt lidojumus kosmosā un pieslēgties citiem kosmosa kuģiem. Projekts Gemini galu galā ietvēra vienpadsmit pilotējamas misijas, kurās tika pārbaudītas tādas lietas kā izturība, dokstacija un manevrēšana kosmosā.
Projekta Gemini kosmosa kuģis tika palaists ar raķeti Titan II, kas ir pārveidota starpkontinentālā ballistiskā raķete. Titan II izmantoja hipergolisku degvielu, hidrazīnu un slāpekļa tetroksīdu, kas pēc saskares aizdegas. Pati Project Gemini kapsula bija daudz mazāka nekā Apollo kapsula, un ļoti šauros apstākļos tajā varēja ievietot tikai divus astronautus. Kosmosa kuģa izmērus ierobežoja masa, ko varēja palaist orbītā, kā arī nepieciešamība atkārtoti droši iekļūt kapsulas iekšpusē.
Projekta Gemini kapsula bija pirmā, kas ietvēra noņemamus moduļus; tajā bija servisa modulis degvielai, jaudai un dzīvības uzturēšanai, atkārtotas ievadīšanas modulis kapsulas palēnināšanai un atgriešanās uz Zemi, kā arī komandu modulis astronautiem. Gemini kapsula varēja izmantot raķetes, lai kontrolētu tās kustību ap Zemi, un bieži vien manevrēja iepriekš plānotā orbītā, lai satiktos ar citu transportlīdzekli. Sākotnēji strāvas padevei tika izmantotas baterijas, bet vēlākās misijās tika pievienotas ūdeņraža-skābekļa degvielas šūnas, kas bija pirmās degvielas šūnas, kas tika lidotas ar pilotējamu kosmosa kuģi.
Vēlāk Project Gemini misijās tika demonstrēti protokoli dokstacijai orbītā un tika izmantota pieslēgta Agena raķete, lai paceltu augstāku orbītu. Ārpus transportlīdzekļu aktivitātes (EVA), ko parasti sauc par “staigāšanu kosmosā”, pirmo reizi tika izmantotas projektā Gemini, lai strādātu ar kosmosa kuģa ārpusi. Projekta Gemini astronauti galu galā uzturējās kosmosā līdz divām nedēļām, pārliecinoties, ka cilvēka ķermenis un kosmosa kuģa aprīkojums var izturēt garajā ceļojumā uz Mēnesi. Pēc Apollo projekta pabeigšanas tika piedāvāta lielāka Gemini kosmosa kuģa versija, lai nogādātu kosmosā krājumus un cilvēkus, taču vēlāk plāns tika atcelts.