АМС «Луна-20» была запушена с космодрома Байконур 14 февраля 1972 года для взятия лунного грунта и доставки его на Землю. Грунт, доставленный станцией 25 февраля 1972, представлял собой 55 грамм рыхлого разнозернистого материала светло-серого цвета.