Luna 20 (Seri Ye-8-5) adalah misi kedua dari tiga misi sukses pengembalian sampel Soviet. Misi ini merupakan bagian dari Program Luna, sebagai pesaing misi Apollo yang sukses menjalankan program pengembalian sampe sebanyak enam kali.
Luna 20 ditempatkan di orbit parkir dan dari orbit ini kemudian dikirim ke Bulan. Luna 20 Memasuki orbit bulan pada tanggal 18 Februari 1972. Pada tanggal 21 Februari 1972, Luna 20 mendarat di daerah pegunungan Bulan yang dikenal sebagai Terra Apollonius (dataran tinggi atau Apollonius) dekat Mare Fecunditatis (Sea of Fertility), 120 km dari tempat Luna 16 mendarat. Saat berada di permukaan bulan, sistem televisi panorama dioperasikan. Sampel bulan diperoleh melalui suatu alat pengeboran yang dapat dipanjangkan. Luna 20 diluncurkan dari permukaan bulan pada 22 Februari 1972 membawa 55 gram sampel bulan yang dikumpulkan dalam kapsul yang disegel.[5] Luna 20 mendarat di Uni Soviet pada 25 Februari 1972. Sampel bulan ditemukan keesokan harinya.
