惑星や月の姿を知ることは、太陽系の起源を知ることにつながります。それは、地球がどのように誕生したのかという、私たちが常に抱いている究極の疑問に答えることでもあります。そのため、JAXAでは、探査機を実際に月や惑星に向けて打ち上げ、データを得ることによって、その真の姿を明らかにしようとしています。
現在、実施・計画している惑星探査計画には、以下のようなものがあります。

金星探査機「あかつき」（PLANET-C）
火星探査機｢のぞみ（PLANET-B）｣に続く日本による惑星探査計画で、金星の大気の謎を解明します。

水星探査計画「BepiColombo」
日本とESA（欧州宇宙機関）が共同で計画中の衛星で、水星の磁場、内部、表層などを初めて総合的に観測します。

小惑星探査機「はやぶさ」（MUSES-C）
小惑星のサンプルを世界ではじめて持ち帰るとともに、イオンエンジンや自律航法など、工学的な試験を行います

月周回衛星「かぐや」（SELENE）
月の起源と進化の解明のためのデータを取得するとともに、将来の月探査に必要な技術開発を行います。

宇宙科学研究部門や月惑星探査部門では、これらの探査計画によって得られたデータを解析するための基礎的な研究も行っています。これまでアメリカなどをはじめとして世界で行われてきた探査機のデータを使った惑星科学の研究や、探査機に搭載する測定器の開発など、幅広い分野にわたる研究や開発が行われています。
さらに、もっと将来の探査計画の立案なども積極的に進めています。例えば、ソーラー・セイルを使った太陽系探査や、さらに意欲的な月探査、黄道面脱出ミッション、次期小惑星探査計画、木星探査計画などの構想があります。これらは、宇宙科学研究部門の工学分野の研究者との密接な協カにより、実現の可能性が詳細に検討されると同時に、科学的な意義や探査の目標が、国内外の研究者との議論により詳細に検討されていきます。