Ranger uzayaraçlarında o güne kadar denenmemiş bazı yeni teknolojiler kullanıldı. Bunların belki de en önemlisi üç eksenli sabitleyici sistemiydi. Bu sistem sayesinde araçlar uzaya göre sabit doğrultuda kalıyordu, böylece güneş panellerini Güneş`e, telsiz antenlerini Dünya`ya ve kameralarını Ay`a dönük tutabiliyordu. Doğrultu sabitlemek için daha önce kullanılan kendi çevresinde döndürme yönteminde cihazları bu şekilde belli hedeflere dönük tutmak mümkün değildi. Ranger`lerdeki bir diğer yenilik, uzayaracında bulunan roket motorlarıydı. Bu sayede, uzun süren uzay uçuşu sırasında yön düzeltmek mümkün oluyordu. Ranger`lerdeki bilgisayar, araçtaki aygıtların çalışmasını, zamana bağlı işlemlerin yerine getirilmesini ve dünyadan gönderilen komutların uygulanmasını sağlıyordu.
Her Ranger aracında altı fotoğraf makinesi bulunuyordu. Bunlar tamamen bağımsız elektrik kaynağı, zamanlayıcısı ve telsizi bulunan iki kanala ayrılmıştı. Fotoğraf makineleri birbirine benziyordu, ancak poz süreleri, odak uzunlukları, objektifleri tarama hızları birbirinden farklıydı. Ranger`ler Ay`a en yakın fotoğraflarını çarpışmadan 0,2 ila 0,4 saniye önce, yaklaşık 600 m irtifada çekiyorlardı. Bu fotoğraflar, Dünyada çekilenlerden yaklaşık 1.000 kat daha ayrıntılıydı.
Ranger programı Blok 1, 2 ve 3 olmak üzere üç safhaya ayrılmıştı. Her safhada bir öncekine göre daha gelişmiş bir uzayaracı modeli kullanıldı.
Blok 1 `deki iki araç da fırlatma roketindeki arıza nedeniyle uzaya gönderilemedi. Blok 1 tasarımı, daha sonra NASA tarafından Venüs`e gönderilen Mariner 1 ve Mariner 2 uzayaraçlarında kullanıldı.
Blok 2 `ye dahil üç araçta, çarpışmadan önce hız kesecek bir roket ve buna bağlı olarak sağlam kalacağı düşünülen bir kapsül bulunuyordu. Kapsülde bir TV kamerası, radyasyon ölçer ve sismograf bulunuyordu. Ne yazık ki kapsüllerin hiç biri Ay`a ulaşamadı.
Blok 3 `teki araçlar Ay`a ulaşarak çok sayıda fotoğraf göndermeyi ve çarpışma anına kadar TV yayını yapmayı başardılar.
Ranger`ler Ay`la yüksek hızla çarpışmak üzere tasarlanmıştı, hiç biri yumuşak iniş yapmadı. Buna karşılık, Ay`ın çok yakından çekilen fotoğraflarını ve filmlerini dünyaya ulaştırdılar. Bilimadamları bu sayede Ay`ın düzgün gözüken bölgelerinin bile çok sayıda küçük kraterle kaplı olduğunu gördüler.
| Görev | Fırlatma tarihi | Sonuç |
|---|---|---|
| Ranger 1 | 23 Ağustos 1961 | Fırlatma başarısız. |
| Ranger 2 | 18 Kasım 1961 | Fırlatma başarısız. |
| Ranger 3 | 26 Ocak 1962 | Ay`ı ıskaladı. |
| Ranger 4 | 23 Nisan 1962 | Uzayaracı bozuldu, Ay`la çarpıştı. |
| Ranger 5 | 18 Ekim 1962 | Uzayaracı bozuldu, Ay`ı ıskaladı. |
| Ranger 6 | 30 Ocak 1964 | Fotoğraf makineleri bozuldu, Ay`la çarpıştı. |
| Ranger 7 | 28 Temmuz 1964 | Başarılı, Mare Cognitum`a çarptı. |
| Ranger 8 | 17 Şubat 1965 | Başarılı, Mare Tranquillitatis`e çarptı. |
| Ranger 9 | 21 Mart 1965 | Başarılı, Alfonsus kraterine çarptı. |