Pesawat luar angkasa Orion akan digunakan untuk misi-misi deep space atau penjelajahan luar angkasa yang lebih jauh dari yang sudah pernah dilakukan manusia selama ini. NASA menamakan program deep space ini dengan Program Artemis. Sebagaimana telah diketahui bahwa misi-misi sebelumnya yang dilakukan dengan pesawat ulang-alik berada di wilayah orbit rendah bumi (ketinggian sekitar 200 hingga 1.200 km dari atas permukaan bumi).
Menurut NASA, daya jelajah Orion akan 15 kali lebih tinggi dari Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) yang berada pada ketinggian 408 km hingga 410 km dari permukaan bumi.
Pesawat Orion adalah bagian terpenting dari Program Artemis, secara singkatnya Program Artemis NASA ini akan terbagi menjadi beberapa bagian, dan yang dalam waktu dekat akan dijalankan adalah misi: Artemis I, Artemis II, dan Artemis III.
Misi Artemis I, dalam misi ini NASA akan meluncurkan misi tak berawak untuk menguji coba ketangguhan pesawat Orion bersama roket peluncurnya Space Launch System. Orion akan meluncur hingga ke orbit bulan dan akan berada di sana selama 6 hari untuk mengumpulkan data dan kembali lagi ke bumi.
Misi Artemis II, dalam misi ini NASA akan meluncurkan misi berawak . Misi ini ditargetkan diluncurkan pada tahun 2022. Orion akan diluncurkan hingga orbit tinggi bumi dan akan melanjutkan perjalanan hingga orbit bulan dan kembali lagi ke bumi untuk menguji semua fungsi kritis pesawat dalam misi berawak jarak jauh. Setelah misi ini sukses NASA bekerja sama dengan sejumlah pihak termasuk perusahaan antariksa swasta akan meluncurkan program pembangunan Gateway spaceship yaitu pembangunan stasiun angkasa di orbit bulan sebagai pendukung misi pendaratan manusia kembali ke bulan.
Misi Artemis III, dalam misi ini NASA akan meluncurkan misi berawak untuk mendaratkan kembali manusia di bulan. Pesawat luar angkasa Orion akan melakukan docking dengan Stasiun Gateway di orbit bulan dan astronaut akan mendarat di permukaan bulan dengan kendaraan pendarat. Misi dijadwalkan berlangsung pada 2024 dan akan ada astronaut wanita yang dilibatkan dalam misi ini. Misi ke bulan akan menjadi misi berkesinambungan untuk mengeksplorasi dan meneliti Bulan secara mendalam.
Sebagaimana dilansir laman nationalgeographic.com jika semua berjalan sesuai rencana Orion akan menjadi teknologi flagship NASAdalam meluncurkan para astronautnya ke orbit atau bahkan ke deep space, termasuk ke permukaan bulan dan mungkin juga planet Mars. Pembelajaran yang akan diperoleh dari kesuksesan eksplorasi misi di Bulan diharapkan bisa menjadi batu loncatan untuk mengirimkan misi berawak ke Planet Mars.