双子星座8号飞船为美国载人飞船双子星座号飞船系列之一。双子星座号飞船，从1965年3月到1966年11月共进行10次载人飞行。主要目的是在轨道上进行机动飞行、交会、对接和航天员试作舱外活动等。为“阿波罗”号飞船载人登月飞行作技术准备。
“双子星座”号飞船重约3.2～3.8吨，最大直径3米，由座舱和设备舱两个舱段组成。
“水星”计划结束后，当时的美国总统肯尼迪已经很明确地提出，把登月作为载人航天的发展目标。因此NASA花了两年时间来设计第二代飞船，即“双子星座”飞船，作为登月计划和水星计划中间的过渡计划。而且这一计划的目的相当明确，主要是完善飞往月球所需的关键、但尚未经过测试的技术，包括：轨道变换、轨道会合、轨道对接以及在轨道上进行太空舱外活动。
为了准确地操纵飞船，设计人员为“双子星座”安装了几个火箭发动机，使它可以在轨道上做向前、向后和侧向的运动，以改变轨道。复杂的任务要求由两人来驾驶飞船，这就使得飞船的体积增大。而且“双子星座”飞船太空飞行的时间一般需要持续一到两周，以确定人体是否能够承受长时间的失重状态，所以需要大量的电力和能源，为了满足这个要求，“双子星座”飞船增加了设备舱，安装电源系统、推进剂储箱等设备。
当时使用的普通化学电池功率小、寿命短，不足以维持长期飞行，而太阳能电池技术上也不成熟，因此设计人员采用了燃料电池，这种电池依靠燃料的化学反应释放出来能量转变成为电能输出。
两名航天员，加上增加的支持系统、补给及推进剂，使得“双子星座”飞船的重量比“水星号”增加了一倍。要把它送入太空，“水星号”所用的“宇宙神号”运载火箭已经无能为力，“大力神2号”运载火箭便成了“双子星”飞船的运载火箭。设计人员经过较长时间的考察发现运载火箭在发射时发生爆炸的机会极小，因此“双子星座”取消了逃逸救生塔，采用弹射座椅作为应急情况下的救生措施。
“双子星座”计划的一项主要内容是实现太空行走，NASA的设计人员考虑到如果为太空行走再设计一个过渡舱，势必会增加飞船的重量和大小，因此采用了一种简化的设计，不安装专门的出舱活动过渡舱，而直接将座舱作为过渡舱。
“双子星座”飞船的侧部各有一个矩形舱门，它具有极好的关闭密封性，可以在太空中打开和关闭。执行舱外任务时，航天员先使舱内氧气压力下降，采用航天服的供氧系统呼吸。当舱门打开时，任舱内氧气散失，出舱进行活动。当完成任务返回舱内时，关闭舱门后再重新放出氧气，使座舱增压。
回收方式上，飞船在返回前在轨道上抛掉设备舱，然后发动机舱的4台反推制动火箭点燃，将飞船推入载入轨道，最后再抛掉发动机舱，座舱像水星飞船一样单独再入大气层，下降到低空时打开降落伞，航天员和座舱一道在海上溅落。
1965年3月23日，“双子星座3号”飞船进行了第一次载人太空飞行，航天员维吉尔·I·葛理森和约翰·W·杨完成了这次飞行，飞行中航天员启动推进器改变自己的轨道形状，实施了倾角的微小改变。两个月后，航天员詹姆士·A·麦克迪维特和爱德华·H·怀特乘坐“双子星座4号”进入太空飞行了5天，并且在绕轨道第三圈时，由怀特实现了美国人首次的太空行走，出舱时他身上连着一根管缆，利用一个手持的小型火箭来实现太空机动。
“双子星座”计划的一个重要任务是实现轨道会合和对接。1965年12月4日和12月15日“双子星座7号”和“双子星座6号”分别进入太空，实现了太空会合，在间距只有40米的情况下持续飞行了7个多小时，最近时只有0.3米。尔后“双子星座8号”和“双子星座9号”的飞行任务都是与“阿金纳”火箭实现对接，但都未能实现。
1966年7月18日“双子星座10号”飞船载着约翰·杨和迈克尔·科林斯进入轨道，实现与“阿金纳3号”的对接任务，完成了登月计划的关键技术。接着“双子星座11号”和“双子星座12号”飞船又分别实现了两次对接任务。
至此“双子星座”计划圆满地完成了预定目标，作为一项既是过渡性又是独立的计划，取得了许多开创性的成就，也为“阿波罗”登月计划提供了极其宝贵的经验和科学技术成果。整个飞行期间，航天员共进行了52项试验，在不同高度上拍摄了1400张地球彩色照片，全面的研究了人在太空中长期工作和生活的情况。为航天技术人员及地面机组人员提供了发射火箭所需的大量的实践活动。到“双子星座12号”飞行结束时，美国航天员已经有了2000小时的太空飞行记录，而此时苏联的飞行时数只有500多小时，美国人至此开始领先于苏联。
