องค์การนาซา หรือ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (National Aeronautics and Space Administration: NASA) ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2501 (ค.ศ. 1958) ตามพระราชบัญญัติการบินและอวกาศแห่งชาติ เป็นหน่วยงานส่วนราชการที่รับผิดชอบในโครงการอวกาศและงานวิจัยห้วงอากาศอวกาศ (aerospace) ระยะยาวของสหรัฐอเมริกา คอยจัดการหรือควบคุมระบบงานวิจัยทั้งกับฝ่ายพลเรือนและฝ่ายทหาร โดยเกิดขึ้นจากเงื่อนไขด้านความมั่นคง ในช่วงที่สหรัฐฯ ทำสงครามเย็นกับสหภาพโซเวียต เพราะความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะในเรื่องอวกาศนั้นถือเป็นหน้าเป็นตาและเป็นการเสริมบารมีให้ประเทศ
จุดเริ่มต้นของการก่อตั้งองค์การนาซา เริ่มตั้งแต่ในปี พ.ศ. 2483 (ค.ศ. 1940) กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯมุ่งมั่นในการวิจัยชั้นบรรยากาศและพัฒนาอากาศยาน เพื่อให้มั่นใจว่าอเมริกาเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยี ต่อมา ดไวท์ ดี. ไอเซนฮาวร์ ประธานาธิบดีแห่งสหรัฐอเมริกา ประกาศปรับปรุงแผนการโคจรของดาวเทียมวิทยาศาสตร์ และรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลก และสิ่งนี้เป็นสิ่งที่ทำให้สหภาพโซเวียตรีบประกาศแผนปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรบ้าง
โดยเมื่อวันที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2500 (ค.ศ. 1957) โซเวียตชิงส่งยานสปุตนิก 1 สู่อวกาศตัดหน้า สภาคองเกรสรู้สึกหวั่นเกรงต่อภัยด้านความมั่นคงและภาวะความเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีของตน ทำให้สหรัฐฯ เร่งเดินเครื่องอย่างจริงจัง โดยก่อตั้งหน่วยงานราชการขึ้นใหม่ ให้ทำหน้าที่เกี่ยวกับกิจกรรมอวกาศทั้งหมดที่ไม่เกี่ยวข้องกับการทหาร
และในที่สุด วันที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2501 (ค.ศ. 1958) ประธานาธิบดีไอเซนฮาวร์ลงนามในกฎหมายการบินและอวกาศแห่งชาติ ค.ศ. 1958 เพื่อก่อตั้งองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) เริ่มปฏิบัติงานในวันที่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2501 ขณะนั้นนาซาประกอบด้วยห้องปฏิบัติการ 4 แห่ง มีพนักงานประมาณ 8,000 คน ที่โอนมาจากคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านการบินแห่งชาติ (NACA) ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยของรัฐที่มีอายุกว่า 46 ปี
โครงการในระยะแรกของนาซาเป็นการวิจัยโดยมีเป้าหมายส่งมนุษย์ขึ้นไปกับยานอวกาศ ดำเนินไปพร้อมแรงกดดันจากการแข่งขันกับสหภาพโซเวียตในระหว่างสงครามเย็น นาซาเริ่มต้นศึกษาความเป็นไปได้ ในการใช้ชีวิตของมนุษย์ในห้วงอวกาศด้วยโครงการเมอร์คิวรีในปี พ.ศ. 2501 ต่อมาวันที่ 5 พฤษภาคม พ.ศ. 2504 (ค.ศ. 1961) นักบินอวกาศ อลัน บี. เชเพิร์ด จูเนียร์ กลายเป็นชาวอเมริกันคนแรกในอวกาศ เมื่อเขาเดินทางไปกับยานฟรีดอม 7 ในภารกิจนาน 15 นาที แบบไม่เต็มวงโคจร หลังจากนั้นจอห์น เกล็นน์ กลายเป็นชาวอเมริกันคนแรกที่โคจรรอบโลกเมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2505 (ค.ศ. 1962) ในการขึ้นบินนาน 5 ชั่วโมงกับ ยานเฟรนด์ชิป 7
สำหรับภารกิจหลักขององค์การนาซาในปัจจุบัน คือ การบุกเบิกอนาคตแห่งการสำรวจอวกาศ เพื่อประโยชน์ของมวลมนุษยชาติ โดยแบ่งการทำงานเป็นโครงการสำรวจอวกาศ และศูนย์วิจัย ซึ่งโครงการสำรวจอวกาศออกเป็น 2 โครงการใหญ่ ๆ คือ
