Реализация программы осуществлялась по тем же принципам, что и в США. На первых порах осуществлялись попытки достичь поверхности Луны с помощью АМС.
С их помощью планировалось выполнить ряд важных прикладных задач:
лучше понять физические свойства лунной поверхности;
исследовать радиационную обстановку в ближнем космическом пространстве;
отработать технологии создания средств доставки;
продемонстрировать высокий уровень отечественной науки и техники.
Однако, в отличие от американцев, часть работ, особенно тех, которые касались пилотируемого аспекта программы, была засекречена. До 1968 г. лишь в немногих советских источниках («Ежегодник БСЭ» и энциклопедия «Космонавтика») вскользь упоминалось, что аппарат «Зонд» был беспилотным прототипом корабля для облёта Луны, а общие и неконкретные фразы о будущих высадках советских космонавтов на Луне в официальных источниках перестали появляться ещё раньше — после 1965 года.
Кроме того, несовершенство техники вызвало необходимость резервирования отдельных систем. Поскольку пилотируемый облёт Луны и высадка на её поверхность были вопросом престижа, нужно было применить максимум мер для недопущения жертв в случае нештатных ситуаций.
Для исследования лунной поверхности, а также для детального картографирования возможных мест посадки советских лунных кораблей создавались АМС серии «Луна» (представлявшие собой аппараты различного назначения).Это были лунные станции "Луна-9", "Луна-13", искусственные спутники Луны "Луна-10", "Луна-12", "Луна-14", "Луна -19", "Луна-22", корабли серии "Зонд-4,5,6,7,8", являющиеся беспилотными аналогами пилотируемого космического корабля, предназначенного для облета Луны.