21世纪，月球探测将进入一个新的高潮期，这期间除了发射月球探测器对月球做进一步深入探测以外，开发利用月球资源，建立月球基地将成为新一轮月球探测热潮的重要目标。
美国宣布重返月球计划
2004年1月14日，美国总统布什在位于华盛顿的美国宇航局总部发表讲话中，宣布新太空计划，重返月球是其中的最重要的任务。美国航天员最早将于2015年，最晚不超过2020年重返月球，并将在月球上建立永久性常驻基地，以月球作为跳板，为下一步将人送上火星甚至更遥远的星球做准备。为了实施这一宏大的计划，美国将投入2000多亿美元资金，并研制新的运载火箭、载人飞船和月球工作居住舱。
俄罗斯计划建立月球永久性氦－3基地
俄罗斯的月球计划大体分3个阶段：2010～2015年为第一阶段，使用联盟号系列飞船开展月球探测；2015～2020年为第二阶段，实现航天员登月，建立经常性的月球交通体系，即先用快帆号新型飞船把氦－3从月球运到停在国际空间站的太空拖船上，然后再用这种可携带25吨货物的太空拖船把氦－3运回地球。2020～2025年为第三阶段，在月球上建立常设基地，开发氦－3能源。