Założenia Program Artemis jest zorganizowany wokół serii misji kosmicznych realizowanych z wykorzystaniem rakiety nośnej Space Launch System. Poszczególne misje kosmiczne mają stopniowo rosnąć pod względem złożoności i są planowane w odstępach co najmniej rocznych. NASA oraz jej partnerzy zaplanowali misje od misji Artemis 1 do misji Artemis 4, przy czym proponowane są również kolejne etapy programu. Każda z tych misji koncentruje się na starcie rakiety Space Launch System wynoszącej statek kosmiczny Orion. Misje po Artemis 2 będą uzależnione od misji wspierających realizowanych przez partnerów NASA oraz od dodatkowych statków kosmicznych pełniących funkcje pomocnicze.
Space Launch System, statek kosmiczny Orion oraz lądowniki klasy Human Landing System stanowią główną infrastrukturę programu Artemis, natomiast stacja Lunar Gateway pełni rolę pomocniczą. Infrastruktura wspierająca program Artemis obejmuje m.in. program Commercial Lunar Payload Services oraz planowaną bazę Artemis Base Camp na powierzchni Księżyca.