A NASA szervezetének kezdetben 8000 alkalmazottja és 100 millió dolláros költségvetése volt. Három nagy laboratórium és két kisebb rakétakísérleti telep tartozott a kezelésébe. Később fokozatosan olvasztotta magába szerte az országban azokat a nagy intézményeket, amelyek a ma működtetett tíz nagy űrközpontból álló hálózat alapját képezték. Ma a NASA csaknem húszezer alkalmazottat foglalkoztat, éves költségvetése pedig 13,5 milliárd dollár.

A NASA tevékenységének legfontosabb területei a bolygókutatás és ehhez kapcsolódóan a csillagászat; a Föld beható tanulmányozása a világűrből az űrkutatás módszereivel; a leglátványosabbnak tartott emberes űrrepülések; valamint a minden más tevékenysége alapjául szolgáló űrtechnológiai és rakétatechnikai fejlesztések. Mindezeken túl a NASA egyre nagyobb súlyt fektetett az oktatásra, valamint arra, hogy az elért tudományos és műszaki eredmények minél szélesebb körben átkerüljenek a gyakorlati élet űrkutatástól távol eső területeire is.

Az űrtudományok területén lenyűgözőek a bolygókutatásban elért eredményeik. A NASA űrszondái meghódították az egész Naprendszert, az összes nagybolygót és számos holdjukat megközelítették, leszálltak a Marson, behatoltak a Vénusz és a Jupiter légkörébe. Jelenleg is folyik a Mars Exploration Rovers, a Mars Odyssey és a Mars Global Surveyor program, a Cassini a Szaturnusz körül kering, további marsszondák indítását is tervezik. Folyik a négy nagy teljesítményű, az elektromágneses színkép különböző tartományaiban működő űrtávcső programja. A Hubble űrtávcső és a Chandra röntgentávcső a Föld körül kering, 2003-ban állították Nap körüli pályára a Spitzer űrtávcsövet. A Compton gammatávcső már 2000-ben megsemmisült a Föld légkörében. Jelentős eredményeket ért el a NASA a Nap és a bolygóközi tér fizikai kutatásában is. Az elkövetkező évtizedekre szóló stratégiai tervben a bolygókutatás és az űrcsillagászat területén megkezdett programok kiegészülnek a Naprendszeren kívüli bolygók és a földönkívüli élet nyomainak felfedezésére irányuló erőfeszítésekkel.