Luna 20 (rusky Луна 20) byla automatická meziplanetární sonda ze Sovětského svazu z programu Luna, která v roce 1972 dokázala přistát na Měsíci, odebrat vzorky horniny a vrátit se s nimi na Zemi.
Start nosné rakety Proton K/D se sondou se uskutečnil 14. února 1972 z kosmodromu Bajkonur. Sonda byla nejprve vynesena na nízkou oběžnou dráhu a z ní pomocí nosné rakety pokračovala v letu směrem k Měsíci. Během přeletu byla provedena korekce dráhy a 18. února 1972 se sonda dostala na oběžnou dráhu Měsíce ve výši 100 km nad jejím povrchem.
TIP: Průzkum Sluneční soustavy: Sondy, které objevovaly Měsíc
O tři dny později sonda měkce přistála na měsíčním povrchu na okraji Mare Fecunditatis (Moře plodnosti) v kráteru Apollonius C, blízko zálivu Sinus Successus. O další den později sonda s pomocí vrtacího zařízení odebrala velmi tvrdý kousek horniny, dopravila jej svým manipulátorem do svých útrob. Krátce poté ze sondy odstartoval její návratový modul i se vzorkem na zpáteční cestu k Zemi.
25. února se modul rozpojil na dvě části a samotné pouzdro se vzorkem přistálo na území Kazachstánu asi 40 km od Džezkazganu. Na Zem byl dopraven vzorek 100 gramů horniny, který byl následně zkoumán v laboratořích AV SSSR.