Apollo 8 était la première mission habitée à quitter la gravité terrestre et à atteindre la Lune pour effectuer un vol en orbite lunaire pendant environ 20 heures. L'équipage a photographié la surface lunaire, permettant de recueillir des données scientifiques et effectuer des repérages en vue des missions d'alunissage.
La mission a permis d'acquérir de l'expérience opérationnelle et de tester les systèmes du module de commande, notamment les communications, le suivi et les systèmes de support de vie dans l'espace cis-lunaire et en orbite lunaire, et a permis d'évaluer les performances de l'équipage lors d'une mission en orbite autour de la Lune.
En outre, six sessions de transmission télévisée en direct ont été réalisées par l'équipage pendant la mission, dont la célèbre diffusion de Noël au cours de laquelle les astronautes ont lu un extrait du livre de la Genèse. Tous les systèmes ont fonctionné dans les limites autorisées et tous les objectifs de la mission ont été atteints.