Lunar Prospector blev opsendt den 7. januar 1998 UTC (6. januar lokal tid) som den første fra en ny rampe (46) på Cape Canaveral med en Athena II raket. Den 12. januar 1998 gik den i bane om Månen, hvorfra den foretog opmåling af stofsammensætningen af Månen. En 31. juli 1999 blev den knust imod bunden af et krater på Månens sydpol.
Hele projektet kostede 63 millioner dollars, hvoraf de 26 millioner skyldes udgiften til Athena II raketten. Det var første opsendelse med Athena II-raketten – der har været opsendelser med en Athena I-raket første gang 22. august 1997. Athena II er en 3-trinsraket, hvor alle tre trin er faststofraketter. Idet månesonden Hiten også brugte en faststofraket til at blive sendt til Månen er Lunar prospector kun den anden månemission, der blev opsendt med en faststofraket.
Lunar prospector vejede omkring 190 kg og var udrustet med et gammaspektrometer til at bestemme sammensætningen af den overfladen som den fløj hen over. Derudover havde den et magnetometer ombord så svage magnetfelter kunne måles. Lunar Prospector lavede det første globale kort over stofsammensætningen på måneoverfladen.
Et vigtigt motiv for at sende Lunar prospector afsted imod Månen var muligheden af forekomsten af vandis i bunden af kratere ved Månens poler. Clementine havde antydet eksistensen af is i bunden af kratere ved Månens poler. Lunar prospector målte faktisk forekomsten af brintatomer i måneoverfladen ved Månen poler og det er tolket som forekomsten af is under overfladen eller i bunden af kratere. Mængden blev skønnet til at være i størrelsesordnen af 6 milliarder tons med en meget stort usikkerhed. Til mere konkret at teste forekomsten af vandis blev det besluttet at Lunar Prospector sonden efter udførelsen af sin opmåling skulle bringes til at styrte ned i et krater, hvor der med stor sandsynlighed var vandis. Man forsøgte så at iagttage om der kom en sky af vandholdig gas fra nedslaget. Denne sky blev ikke observeret ved nedslaget den 31. juli 1999.
Efter Apollo-missionerne 1969-72 havde man et billede af måneoverfladen som kemisk fri for vand. Dette billede er nu revideret således, at nok er egnene omkring Apollo-landingsstederne kemisk vandfri, men omkring Månens poler findes der vand i en eller anden form. I nogle fremstillinger er de 6 milliarder tons blevet til store mængde vand på Månen. Fordelt ud over hele Månens overflade på 38 millioner kvadratkilometer bliver det et vandlag på godt 0,15 millimeter. Vandforekomsterne er dog koncentreret indenfor et areal på mellem 15.000 og 70.000 kvadratkilometer. 6 milliarder tons vand fordelt over 60.000 kvadratkilometer giver et lag på 100 millimeter – på Jorden betegnes områder med en årlig nedbør på 100 millimeter eller derunder som ørkener. Store mængder vand er i den sammenhæng nok store ord, men der er tale om forekomster der er store nok til at kunne bruges i sammenhæng med en eventuel månebase. Det skal så tilføjes at vandforekomsterne kun gendannes meget langsomt – så beboere på fremtidige månebaser kommer ikke til at frådse med vandet.