Póster Apolo 9 en la plataforma de lanzamiento

El objetivo principal del Apolo 9 fue una prueba de ingeniería orbital terrestre del primer módulo lunar tripulado, o LM. Entre los principales objetivos concurrentes figuraban la retirada general de los sistemas de vehículos de lanzamiento y naves espaciales, la tripulación y los procedimientos. Esto se hizo realizando una serie integrada de tareas de vuelo con el módulo de comando, o CM, el módulo de servicio, o SM, el módulo de comando y servicio unido, o CSM, la etapa LM y S-IVB mientras estaban enlazados en el lanzamiento o en varias configuraciones acopladas, y mientras volaban patrones orbitales separados. La LM debía ensayarse como una nave espacial autosuficiente, y también debía realizar maniobras activas de encuentro y acoplamiento similares a las programadas para la siguiente misión en órbita lunar del Apolo 10. La principal prioridad del plan de vuelo fue la reunión y el acoplamiento de CSM y LM. Esto se realizó dos veces, una vez mientras el LM seguía conectado al S-IVB y otra vez cuando el LM estaba activo. Otros objetivos fueron el traslado interno de la tripulación del MCS acoplado a la LM; pruebas especiales de los sistemas de apoyo de la LM; procedimientos de la tripulación; y pruebas de equipo de vuelo y de la unidad de movilidad extravehicular o EVA. La tripulación también configuró la LM para soportar un EVA de dos horas y simuló un rescate de la tripulación de la LM, que era el único EVA planeado de la LM antes de un aterrizaje lunar real. Los motores de descenso y ascenso de LM dispararon sobre patrones de cambio orbital para simular un proceso de encuentro y de aborto en órbita lunar. El sistema de propulsión del servicio CSM, o SPS, se disparó cinco veces, incluida una simulación de una cita activa para rescatar a una LM que se había vuelto inactiva. Después de la separación del CSM del SLA en órbita terrestre y la retirada de los paneles protectores de LM del SLA, el CSM debía transponer su posición y atracar con la LM expuesta. Los módulos acoplados debían separarse y la nave espacial debía ajustar su órbita a 600 metros de la etapa S-IVB. El motor S-IVB se reiniciaría dos veces, colocando el escenario en una trayectoria de escape de la Tierra y en una órbita solar. Esto simularía una inyección translunar del escenario para el Apolo 10 y posteriores misiones lunares. Entre otros objetivos cabe mencionar el experimento fotográfico multiespectral para las subsiguientes naves espaciales tripuladas. Se cumplieron todos los objetivos principales de la misión. Todos los principales sistemas de naves espaciales se demostraron con éxito. Las pocas condiciones fuera de lo nominal que se desarrollaron no afectaron el logro de los principales objetivos.