Lunar Orbiter 4 – czwarta z bezzałogowych sond do badań Księżyca programu Lunar Orbiter. Satelita ten został zaprojektowany tak, aby wykorzystać to, iż jego trzej poprzednicy zakończyli już mapowanie terenu i wybór lokalizacji dla załogowych misji programu Apollo. Jego cel był bardziej ogólny – wykonanie systematycznego fotograficznego przeglądu obiektów na całej księżycowej powierzchni, aby powiększyć wiedzę naukową na temat ich natury, pochodzenia i procesów tam zachodzących. Zebrane przez niego dane miały posłużyć do wyboru miejsc do dokładniejszego zbadania przez przyszłe lądowniki i misje orbitalne. Lunar Orbiter 4 był także wyposażony w czujniki reagujące na promieniowanie kosmiczne i detektor mikrometeoroidów.
Przebieg misji thumb|left|Start rakiety Atlas Agena D z sondą Lunar Orbiter 4 na pokładzie thumb|Mare Orientale na zdjęciu wykonanym przez sondę Lunar Orbiter 4 Satelita został wystrzelony 4 maja 1967 o godzinie 22:25 GMT. Próbnik ten 8 maja 1967 wszedł na orbitę okołoksiężycową o wys. 2710/6036 km, okresie orbitalnym 721 min oraz inklinacji 85,5° (był to pierwszy satelita Księżyca, który osiągnął orbitę biegunową). Dzięki takiemu usytuowaniu orbity w zasięgu kamer obserwacyjnych znalazło się aż 97% powierzchni Księżyca.