Lunar Orbiter 2 foi unha sonda do programa Lunar Orbiter para fotografar a maior parte da superficie lunar cunha resolución de ata 1 metro de cara a facilitar o camiño para as alunizaxes do proxecto Apollo. Tamén levaba a bordo medidores de intensidade da radiación e de impacto de micrometeoritos.[1][2][3][4]
Lunar Orbiter 2 foi inxectada nunha órbita cislunar, chegando á Lúa tras 92,5 horas de viaxe. Colocouse nunha órbita elíptica case ecuatorial cun periapse inicial de 196 km (baixado ata os 49,7 km tras 33 órbitas) e un apoapse inicial de 1850 km, cunha inclinación de 11,8°.[1][2][3][4]
A nave tomou 609 imaxes de alta resolución e 208 de media resolución, perdéndose seis imaxes debido ao fallo dun amplificador no último día de transmisións. Tamén recolleu datos sobre a radiación, rexistrando tres impactos de micrometeoritos. Tras cumprir a súa misión a nave foi estrelada contra a superficie da Lúa o 11 de outubro de 1967, usándose para probar técnicas de seguimento.[1][2][3][4]