[[Súbor:Ed White First American Spacewalker - GPN-2000-001180.jpg|thumb|right|Astronaut [[Edward Higgins White|Edward White]] sa pri misii [[Gemini 4]] stal prvým Američanom, ktorý vystúpil mimo kozmickú loď]]
Rozhodnutie vyvinúť dvojmiestnu kozmickú loď oznámila NASA [[7. december|7. decembra]] [[1961]]. Meno Gemini dostala o mesiac neskôr, [[3. január]]a [[1962]]. Prvá bezpilotná skúška sa uskutočnila [[8. apríl]]a [[1964]]. Jej cieľom bolo len overiť aerodynamické vlastnosti komplexu Gemini-Titan, nebol plánovaný návrat. Po sérii odkladov spôsobených jednak [[počasie|počasím]] a jednak technickými problémami odštartovala druhá nepilotovaná misia [[Gemini 2]] [[19. január]]a [[1965]]. Loď letiaca po [[balistická dráha|balistickej dráhe]] pristála v [[Atlantický oceán|Atlantiku]]. Posledný skúšobný let bol [[Gemini 3]],. loďV bolaňom pilotovanákozmickú astronautmiloď Grissomompilotovali astronauti Grissom a YoungomYoung. Let prebehol úspešne a loď pristála po troch obehoch. BoliMisia preverenépreverila jej manévrovacie schopnosti, čo malo význam pri ďalšom programepokračovaní programu, ktorý mal vyvrcholiť spojením dvoch lodí vo vesmíre. Gemini 3 bol tiež posledným letom, ktorého riadenie prebiehalo zo [[Mercury Control Center|Strediska riadenia vesmírnych letov]] (''Mission Control Center'') na [[Cape Canaveral Air Force Station|Základni vzdušných síl Cape Kennedy]].
Ďalšie lety sa riadili už zo [[Johnsonovo vesmírne stredisko|Strediska pre kozmické lode s ľudskou posádkou]] (''Manned Spacecraft Center'') v [[texas]]skom [[Houston]]e. Trvanie nasledujúcich troch letov sa postupne predlžovalo, aby sa získali skúsenosti s dlhodobým pobytom človeka vo vesmíre. Najvýznamnejšie zistenie bolo to, že približne po týždennom pobyte človeka na obežnej dráhe sa jeho fyziologické reakcie vracajú do normálu. Pulz sa napríklad vracia do normálu už po 36 – 40 hodinách od štartu. Medzi ďalšie lekárske experimenty patrilo cvičenie za letu, štúdium [[spánok|spánku]] za letu, skúmanie demineralizáce kostí a iné.
[[Súbor:Armstrong and Scott with Hatches Open - GPN-2000-001413.jpg|thumb|right|Astronauti [[Neil Armstrong]] a [[David Randolph Scott|David Scott]] v kabíne kozmickej lode [[Gemini 8]] po pristátí]]
Už pri misii [[Gemini 4]] sa astronauti snažili o let vo formácii a to vo formácii s posledným stupňom nosnej rakety. Pri tejto misii prebehol tiež prvý [[výstup do otvoreného priestoru]] - astronaut [[Edward White]] sa tak stal prvým Američanom, ktorý vystúpil mimo kozmickú loď. Pri ďalšom lete [[Gemini 5]] bolo z lode vypustené malé cieľové teleso REP ('''R'''andez-vous '''E'''valuation '''P'''od), s ktorým sa loď mala stretnúť. K tomu však nedošlo kvôli chybe v energetickom systéme. a aniAni ďalší pokus o spojenie pri lete [[Gemini 6A]] neskončil úspešne, pretože cieľové teleso, družica Agena, sa nedostala na [[obežná dráha|obežnú dráhu]]. Vedenie projektu však rýchlo zmenilo plány a napokon sa Gemini 6 stretla s pilotovanou loďou [[Gemini 7]]. [[15. december|15. decembra]] 1965 došlo k historickému stretnutiu dvoch lodí na obežnej dráhe. Po dobu 20 hodín a 22 minút sa tieto dve lode pohybovali v menšej vzájomnej vzdialenosti ako {{km|100|m}}. K prvému fyzickému spojeniu došlo až pri lete [[Gemini 8]] s družicou Agena, ktoré sa uskutočnilo [[16. marec|16. marca]] [[1966]]. Loď [[Gemini 11]] vytvorila [[14. september|14. septembra]] 1966 výškový rekord - {{km|1375|m}} nad zemským povrchom.
