7 декабря 1972 года с космодрома Кеннеди на острове Мерритт, штат Флорида, стартовала лунная миссия «Аполлон–17». Трое находившиеся на борту астронавтов — Юджин Сернан, Харрисон Шмитт и Роналд Эванс, — стали последними людьми, которые совершили космическое путешествие на Луну, поскольку все последующие пилотируемые космические миссии не выходили за пределы земной орбиты.
В рамках этой лунной миссии НАСА уделяло первоочередное внимание сбору как можно большего количества научной информации, а не установлению новых рекордов космических полетов или расстояний, что всегда имело больше политического значения, чем научной ценности в ходе «холодной войны» против Советского Союза. Этот сдвиг частично отразился на выборе Шмитта в состав членов экипажа. Шмитт был геологом и на сегодняшний день остается единственным ученым, ступившим на Луну. Все остальные лунные астронавты являлись пилотами вооруженных сил США.
Для проведения этой миссии астронавтов снабдили большим количеством нового оборудования для проведения научных экспериментов на поверхности Луны. По прибытию на Луну экипаж провел тестирование теплового потока из недр Луны, поверхностной гравитации, состава атмосферы и сейсмической активности. Чтобы стимулировать потенциальную сейсмическую активность и изучить ее влияние на Луну, астронавты разместили на поверхности серию взрывных устройств, которые взорвались после их отбытия.
Испытательное оборудование было спроектировано таким образом, чтобы его можно было оставить на Луне и продолжать проводить тестирование без присутствия команды «Аполлона». Этот замысел был реализован, и эксперименты на лунной поверхности продолжались до 1977 года, когда сокращение бюджета космической программы вынудило их прекратить.
После того, как научное оборудование было установлено, Сернан и Шмитт провели большую часть своих трех дней на Луне, используя луноход, в путешествиях по новым типам местности, ранее не исследованным в предыдущих миссиях. По пути Шмитт собирал геологические образцы лунных пород для дальнейшего их изучения на Земле.
Кроме астронавтов на борту «Аполлона» также находились пять мышей, которым имплантировали мониторы радиации, чтобы проверить, будут ли на них негативно воздействовать космические лучи. Хотя одна из мышей умерла по неизвестным причинам, остальные выжили, не проявляя признаков радиационного поражения. Поскольку условия эксперимента требовали, чтобы мыши оставались на борту командного модуля, а не спускались на поверхность в лунном модуле, то мыши поделили с Эвансом, остававшимся в командном модуле, рекорд по наибольшему количеству времени, проведенного на лунной орбите, а также по наибольшему количеству витков на лунной орбите.
14 декабря, после завершения научных операций, Сернан и Шмитт стартовали с поверхности Луны и воссоединились с Эвансом в командном модуле. 19 декабря все трое астронавтов вернулись на Землю, приводнившись в Тихом океане.