Thời gian chuyến đi từ Trái Đất đến Mặt Trăng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm lượng nhiên liệu, quỹ đạo của Mặt Trăng và mục tiêu của nhiệm vụ.

Tàu vũ trụ có thể đến Mặt Trăng trong khoảng thời gian từ 8 giờ đến 4,5 tháng, tùy thuộc vào các hoàn cảnh khác nhau.

Chuyến bay đến Mặt Trăng là một nhiệm vụ phức tạp. Vệ tinh tự nhiên này quay quanh Trái Đất ở khoảng cách trung bình 384 400 km. Phân tích các cuộc thám hiểm Mặt Trăng trong vài thập kỷ qua, có thể thấy rằng thời gian di chuyển dao động từ 8 giờ đến 4,5 tháng. Đứng đầu về tốc độ trong số các vật thể nhân tạo bay gần Mặt Trăng là tàu thăm dò "New Horizons", được NASA phóng vào năm 2006 để nghiên cứu hành tinh lùn Plutô. Theo dữ liệu được trích dẫn trong các nguồn khoa học, "New Horizons" đã vượt qua khoảng cách đến Mặt Trăng trong khoảng 8 giờ 35 phút sau khi khởi hành.

Tuy nhiên, đối với các nhiệm vụ nhắm trực tiếp vào Mặt Trăng, chuyến đi mất nhiều thời gian hơn. Năm 1959, trong nhiệm vụ con người đầu tiên đến Mặt Trăng, tàu vũ trụ Liên Xô "Luna-1" đã mất 34 giờ để đạt được mục tiêu. Nhiệm vụ không người lái đã gặp phải sự cố khi va chạm với bề mặt Mặt Trăng, nhưng tàu đã lệch hướng, bay cách Mặt Trăng 5995 km. Cuối cùng, khi tàu vũ trụ cạn kiệt pin, nó đã ngừng phát tín hiệu và vẫn nằm trong không gian. Năm 1969, khi các phi hành gia hạ cánh lên Mặt Trăng, đoàn "Apollo-11" đã mất 109 giờ và 42 phút kể từ khi khởi hành cho đến khi Neil Armstrong thực hiện bước đi đầu tiên trên bề mặt Mặt Trăng.

Thời gian bay đến Mặt Trăng thay đổi đáng kể tùy thuộc vào nhiều yếu tố, một trong những yếu tố chính là lượng nhiên liệu sử dụng. Các kỹ sư đã xác định rằng việc sử dụng ít nhiên liệu hơn khi bay đến Mặt Trăng sẽ dẫn đến việc tăng thời gian chuyến đi, tuy nhiên nhiệm vụ vẫn có thể được thực hiện bằng cách sử dụng trọng lực tự nhiên của các thiên thể như Trái Đất, điều này sẽ giúp hướng dẫn tàu vũ trụ theo một lộ trình dài hơn.

Chẳng hạn, vào năm 2019, Israel đã gửi một tàu vũ trụ không người lái mang tên "Beresheet" lên Mặt Trăng. Sau khi phóng, "Beresheet" đã quay quanh Trái Đất trong khoảng sáu tuần theo quỹ đạo dần mở rộng, trước khi đạt đủ tốc độ để bay tới Mặt Trăng. Tàu vũ trụ đã đến được điểm đến, mặc dù không theo cách mà Cơ quan Vũ trụ Israel đã dự kiến. Kết nối với tàu đã bị mất, và "Beresheet" đã va chạm với bề mặt Mặt Trăng sau 48 ngày kể từ khi phóng, trong khi phát ra hàng ngàn con tardigrade.

Kỷ lục về chuyến bay dài nhất tới Mặt Trăng đã được thiết lập bởi tàu vũ trụ NASA CAPSTONE. Cubesat nặng 25 kg đã mất 4,5 tháng để rời khỏi Trái Đất, nó đã thực hiện một số vòng quanh hành tinh trước khi ra khỏi quỹ đạo Mặt Trăng vào năm 2022. CAPSTONE (Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment) đã được gửi đến Mặt Trăng để kiểm tra quỹ đạo mà NASA dự định sử dụng cho trạm không gian Gateway.

Bất kể quỹ đạo bay của tàu vũ trụ là gì, mỗi nhiệm vụ đến Mặt Trăng đều trải qua một số giai đoạn. 60–90% khối lượng khởi động của bất kỳ nhiệm vụ vũ trụ nào là nhiên liệu cần thiết để vượt qua trọng lực của Trái Đất và ra ngoài không gian. Khi tàu vũ trụ đạt được quỹ đạo, nó cần sử dụng một lượng nhiên liệu tối thiểu để đạt được quỹ đạo bay tối ưu đến điểm đến, vì càng mang nhiều nhiên liệu thì nó càng nặng nề và đắt đỏ. Cuối cùng, tàu vũ trụ cần tiêu tốn nhiên liệu để rời khỏi quỹ đạo Trái Đất.

Thời gian bay đến Mặt Trăng cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Theo lời Mark Blanton, người đứng đầu phân tích và đánh giá sứ mệnh NASA "Mặt Trăng-Mars", một trong những lý do chính là mục tiêu của sứ mệnh. "Cơ quan không gian đánh giá loại tên lửa có sẵn và khả năng của chúng trong việc đưa tàu vũ trụ vào chuyển động. Khả năng của tên lửa và mục tiêu của sứ mệnh xác định kích thước của tàu vũ trụ. Sau khi xác định tất cả các yêu cầu, các chuyên gia phát triển lộ trình tối ưu.

Tất cả các khía cạnh liên quan đến tàu vũ trụ và chuyến bay, bao gồm tính toán chính xác kích thước của tàu vũ trụ, số lượng phi hành đoàn, phân bổ nhiên liệu và bất kỳ chi tiết nào khác, có thể ảnh hưởng đến tổng thời gian cần thiết để đến được Mặt Trăng.