Его необычный вид был следствием уникальной миссии, которая значительно повлияла на конструкцию. Модуль состоял из двух секций. Это были посадочная ступень, имеющая ракетный двигатель, используемый для спуска, и посадочное шасси: эта ступень останется на лунной поверхности. Над приземистой посадочной ступенью находилась отлетающая (поднимающаяся) ступень, состоящая из кабины экипажа, в которой находилась приборная панель управления, продовольствие, кислород для дыхания и отдельная ракета, которая поднимет ступень и выведет ее назад на лунную орбиту для сближения с командным и служебным модулями. Движущей силой при конструировании лунного модуля было стремление сделать его как можно более легким. Чтобы добиться этого, были устранены какие-либо аэродинамические изгибы, а также сиденья для экипажа, ненужные в состоянии космической невесомости либо на Луне, где сила гравитации составляет всего одну шестую часть от земной. Настоятельная необходимость удалить по возможности каждый грамм веса привела к тому, что посадочная ступень была обтянута майларовой пленкой, которая была просто натянута на каркас. Стены кабины экипажа взлетающей ступени были толщиной в 0,13 мм; отвертка, которую случайно уронил рабочий, находясь в кабине во время испытаний, пробила пол насквозь.
Президент Кеннеди посетил мыс Канаверал 16 ноября 1963 года, за шесть дней до совершенного на него покушения в Далласе, штат Техас. Он прибыл туда, чтобы проконтролировать стартовую площадку «Сатурна-1» и обсудить с фон Брауном возможности этой ракеты. Он также пролетел на вертолете над лежащим неподалеку островом Мерит, где шло строительство ракетных полигонов НАСА для огромного «Сатурна-5». Кеннеди проявил большой интерес к представленным масштабным моделям ракет. «Меркурий-Атлас», которая отправила первого американца на орбиту, выглядела совершенным карликом по сравнению с «Сатурном-5». Своевременный визит Кеннеди вызвал большой энтузиазм персонала, работающего над космической программой НАСА. После трагической смерти Кеннеди его только что принесший присягу преемник Линдон Джонсон переименовал полигоны военно-воздушных сил и НАСА, расположенные на мысе Канаверал, в новый космический центр имени Кеннеди и аэропорт ВВС имени Кеннеди.
В 1965 году эксперты американской разведки тщательно проанализировали советскую космическую программу. Этот отчет был обобщен в «Разведывательной оценке обстановки» за тот год, сфокусированной на потенциале Советского Союза и его возможных достижениях в космосе в течение ближайших 5–10 лет. В этом документе отмечалось, что «советская космическая программа будет сохранять свой приоритет, ее достижения будут оставаться яркими, и она будет сфокусирована на целях, в достижении которых Советский Союз может иметь преимущество». Эти космические инициативы будут разделены на четыре раздела: лунные и межпланетные исследовательские зонды; пилотируемые космические полеты; стратегическая фоторазведка; непилотируемые автоматические полеты для научных исследований околоземного пространства. Как и в прошлом, отмечалось в «Разведывательной оценке обстановки», русские будут продолжать полагаться на военные ракеты-носители, экспериментировать с новой техникой для сближения и стыковки и продвигать планы, рассчитанные на «создание новой большой ракеты-носителя с тягой 910 т». Последний проект — завуалированная ссылка на то, что позднее стало известно как ракета-носитель Н-1, — отражал намерение русских первыми совершить пилотируемый облет Луны. Такая первая попытка была сделана уже в 1967 году.
Важным заключением «Разведывательной оценки обстановки» был тезис: русские не смогут совершить пилотируемую посадку на Луну раньше 1969 года. В этом документе был сделан вывод: «В итоге советская космическая программа находится в переходном состоянии. Насколько мы можем оценить технически реальное развитие всех текущих проектов, мы полагаем, что Советский Союз не имеет необходимых экономических и технических ресурсов для одновременного выполнения всех таких проектов». Все еще поражаясь недавним космическим достижениям русских, «Разведывательная оценка обстановки» впервые выразила некоторый скептицизм в отношении советских возможностей, определив некоторые внутренние ограничения и слабости будущих космических инициатив Москвы.