Sonda LRO měla za úkol mapovat povrch Měsíce a prozkoumávat případná budoucí přistávací místa (včetně pilotovaných misí) s ohledem na členitost povrchu a výskyt využitelných přírodních zdrojů. Souběžně s tím studovala přirozené radiační prostředí.
Sestava LRO/LCROSS odstartovala 18.06.2008 nosnou raketou Atlas 5 z Cape Canaveral na Floridě. Sonda LRO byla úspěšně navedena na oběžnou dráhu kolem Měsíce 23.06.2009. K vědeckému měření sondy LCROSS a k dopadu stupně Centaur a pak i sondy LCROSS do kráteru Cabeus u jižního pólu Měsíce došlo 09.10.2009.
