Исследовательский центр им. Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния, еще до создания НАСА работал над проблемами авиации, в первую очередь аэродинамики полета в атмосфере. С переходом в НАСА более двух третей всех работ в центре посвящено исследованиям космического пространства, в первую очередь созданию аэрокосмических самолетов. На начальном этапе своей работы в НАСА ученые и инженеры этого центра занимались проблемами космического полета, входа в атмосферу Земли и планет, совершенствовали ракету-носитель на твердом топливе "Скаут". Численность персонала центра в то время составляла около 4300 человек.
Исследовательский центр им. Льюиса в Кливленде, штат Огайо, отвечал за разработки перспективных двигательных установок и ракет-носителей для будущих поколений американских космических аппаратов и межпланетных станций. По словам тогдашнего руководителя центра доктора Сильвершейна, здесь работали на будущее. Около 4800 ученых, инженеров и других специалистов, занятых в центре в те годы, проектировали ядерные, электрические двигатели и другие двигательные установки для будущих космических полетов.
Исследовательский центр им. Эймса в Моффет-филд, штат Калифорния, специализировался на имитации условий межпланетного пространства и атмосфер планет. Помимо создания и эксплуатации экспериментальных камер, имитировавших условия космического пространства и атмосферы планет, в центре велись исследования проблем возвращения в атмосферу спутников и других непилотируемых космических аппаратов, маневрирующих космических кораблей, создавались лунные и межпланетные космические корабли, некоторые образцы баллистических ракет. Особое место в деятельности центра занимали разработки систем жизнеобеспечения для пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций. В те годы в центре было занято 2200 человек.
Летно-испытательный центр на авиабазе Эдвардс, штат Калифорния, в первые годы своей деятельности в НАСА отвечал за совершенствование исследовательского высотного самолета Х-15. Главное внимание тогда уделялось проблемам устойчивости и управляемости летательных аппаратов, в первую очередь на больших высотах - до 100 км. В центре проводились многочисленные летные испытания. Хотя формально этот центр входил в состав НАСА, значительную часть средств на его деятельность выделяли ВВС США, использовавшие его для совершенствования военной авиации. В этом центре работали также над проблемами посадки на Луну. Здесь был создан специальный имитатор динамических условий посадки на лунную поверхность.
