Le programme Flagship (« navire amiral ») regroupe les missions d'exploration spatiale du Système solaire lancées par la NASA, l'agence spatiale américaine, qui ont un coût supérieur à de dollars américains (en 2011). Les objectifs des missions de cette catégorie sont choisis parmi les thèmes prioritaires identifiés dans le rapport sur les orientations à donner au programme spatial d'exploration du Système solaire établi tous les dix ans. Seules deux missions existantes sont rattachées à cette catégorie : Mars Science Laboratory (MSL) et Cassini. Les autres missions d'exploration sont gérées principalement dans deux autres programmes : les sondes spatiales à faible coût font partie du programme Discovery tandis que le programme New Frontiers regroupe les missions d'un coût intermédiaire. La NASA décide début 2012 de différer la désignation de la troisième mission de ce programme en attendant un retour à une situation budgétaire plus favorable. Les missions du programme Flagship sont celles qui ont un coût supérieur à 900 millions de dollars américains (en 2011) et qui peuvent atteindre plusieurs milliards de dollars. MSL et Cassini sont les deux seules missions à faire partie de cette catégorie en 2011. Les missions de ce programme portent sur des cibles prioritaires mais difficiles à explorer. Les destinations suivantes figurent parmi les objectifs du programme Flagship : les nuages et la surface de Vénus ; la couche inférieure de l'atmosphère et de la surface de Titan ; la surface et les océans situés sous les banquises d'Europe ; les couches profondes de l'atmosphère de Neptune et la surface de sa lune Triton ; l'obtention d'échantillons cryogénisés de la surface du noyau d'une comète. À l'issue d'une réunion qui se tient en , la NASA donne la priorité aux missions à destination des planètes extérieures. La mission Europa Jupiter System Mission – Laplace (EJSM - Laplace) est développée conjointement avec l'Agence spatiale européenne (ESA), qui devait être lancée au plus tôt en 2020, doit être la prochaine mission du programme.