31 марта1966 в 13:46:59 мск с космодрома Байконурбыл осуществлён пуск ракеты-носителяМолния-М, которая вывела на траекторию полета к Луне АМС «Луна-10». 3 апреля1966 станция «Луна-10» впервые в мире вышла на орбиту вокруг Луны. 29 мая1966АМС «Луна-10» упала на поверхность Луны.
Космический аппарат был предназначен для вывода на орбиту искусственного спутника Луны и проведения исследований Луны и окололунного пространства. Он состоял из перелётной ступени, осуществлявшей коррекцию траектории и переход с неё на окололунную орбиту, и отделяемого спутника Луны. Перелётная ступень была унифицирована со станциями Луна-4…Луна-9, а, поскольку для выхода на орбиту ИСЛ требуется меньшее изменение скорости, то масса спутника была заметно больше массы АЛС Луна-9 и составляла около 250 кг. Полная масса станции во время перелёта Земля-Луна — около полутора тонн.