尽管NASA曾设想过更大的火箭（例如新星火箭），但土星5号是[[历史]]上最大的火箭，高达110.6米 <ref>[http://www.iqiyi.com/w_19s97b1swl.html 美国土星5号是截至目前仍是人类历史上使用过的自重最大的运载火箭，高达110.6米]，爱奇艺，2019-5-20</ref> ，更是目前使用过的最高、最重、推力最强的运载火箭。土星5号由[[马歇尔太空飞行中心]]总指挥沃纳·冯·布劳恩和阿瑟·鲁道夫以及他们的德国火箭团队担任设计研发的工作，主要的承包商包括[[波音]]、北美航空、道格拉斯飞行器公司以及IBM。

土星5号的设计起源于V-2火箭 <ref>[https://www.bilibili.com/video/av327524029?fromvsogou=1&bsource=sogou V-2导弹 简单火箭2]，bilibili，2020-04-02</ref> 和木星系列火箭。由于木星系列火箭的成功，新一代的土星系列火箭开始出现。首先是[[土星1号]]和1B号，最终是土星5号。冯·布劳恩在马歇尔航天飞行中心领导了一个团队来建造一个足以将一艘[[宇宙飞船]]送上登月轨道的运载火箭。在他们转为NASA工作以前，冯·布劳恩的团队就已经开始进行增加推力、减少操作系统复杂度和设计更好的[[力学]]系统的工作了。在设计过程中，他们决定抛弃V-2火箭中的单发动机的设计思路，转而设计多级火箭。土星1号和1B号反映了这些设计思想的变化，但是仍不足以将一艘载人宇宙飞船送上月球，需要若干次发射才能将登月所需要的各个部件送入轨道。但是在NASA做出最优登月方式的决定的过程中，他们的这些设计仍然提供了一个基准参考。