Le premier problème concernant un alunissage est la vélocité élevée nécessaire à un vaisseau spatial balistique pour échapper à la gravité terrestre. Le seul moyen développé à ce jour pour obtenir ce résultat sont les fusées, qui fournissent une importante poussée au départ et laissent leur charge continuer sur son inertie ensuite; c'est uniquement pour cette raison qu'une vitesse de libération est nécessaire. Contrairement aux autres véhicules aériens tels que les aérostats ou les avions à réaction, une fusée peut prolonger son accélération dans la haute atmosphère et dans le vide spatial, hors de l'atmosphère terrestre, ce qui est nécessaire pour atteindre cette vitesse.
Dès que l'on a laissé la Terre derrière soi, un alunissage requiert un vaisseau spatial capable d'atteindre une vitesse permettant d'annuler ou de dépasser la gravité lunaire afin de freiner sa descente vers la Lune. Dans le cas d'un trajet Terre-Lune cette vitesse est de 2 400 m/s, soit 8 640 km/h. Cette vitesse est en général obtenue grâce à une rétrofusée. Si l'on ne peut ralentir et contrôler la vitesse de descente du véhicule spatial vers la lune, celui-ci n'alunira pas, mais s'écrasera à la surface du corps céleste. Nombre des premières tentatives russes et américaines d'alunissages se soldèrent par le « crash » de la sonde spatiale. Certains objets furent aussi délibérément précipités sur la surface lunaire, comme lors du programme Apollo le troisième étage des fusées Saturn V furent délibérément projetés sur la Lune afin d'enregistrer leurs impacts grâce aux sismographes qui avaient été mis en place à la surface de la Lune par les missions précédentes. Ces « crash » permirent de définir plus précisément la structure interne de la Lune.