La órbita lunar 4 fue diseñada para aprovecharse del hecho de que las tres órbitas lunares anteriores habían terminado las necesidades required Apolo trazado de y selección de sitio. Fue dada un objetivo más general, al " realizar un examen fotográfico sistemático amplio de las características de la superficie lunar para aumentar el conocimiento científico de su naturaleza, origen, y procesos, y servir como base para seleccionar los sitios para un estudio científico más detallado por el orbitario subsecuente y aterrizar el missions". También fue equipado para recoger intensidad selenodetic, de radiación, y datos del impacto del micrometeoroid. La nave espacial fue colocada en una trayectoria cislunar e inyectada en una alta órbita lunar polar cercana elíptica para de adquisición de datos. La órbita era 2706 kilómetros x 6111 kilómetros con una inclinación de 85.5 grados y de un período de 12 horas.

Después de fotografía inicial el el el 11 de mayo, los problemas 1967 comenzó a ocurrir con la puerta termal de la cámara, que no respondía bien a los comandos de abrirse y de cerrarse. Temer que la puerta podría llegar a ser stuck en la posición cerrada que cubría las lentes de cámara llevadas a una decisión para dejar la puerta abierta. Esto requirió maniobras adicionales del control de actitud en cada órbita prevenir salida ligera en la cámara que arruinaría la película. El el 13 de mayo fue descubierto que la salida ligera dañaba algo de la película, y la puerta fue probada y cerrada parcialmente. El cierto empañarse de la lente entonces era sospechoso debido a la condensación resultando de las temperaturas más bajas. Los cambios en la actitud levantaron la temperatura de la cámara y eliminaron generalmente empañarse. Los problemas de continuación con el mecanismo de arrastre de la lectura que comenzaba y que paraba el principio el el 20 de mayo dieron lugar a una decisión para terminar la porción fotográfica de la misión el el 26 de mayo . A pesar de problemas con la impulsión de la lectura la película entera fue leída y transmitida. Los datos fotográficos adquiridos nave espacial del 11 de mayo al 26, al 1967, y a la lectura ocurrieron al 1 de junio, 1967 . La órbita entonces fue bajada para recopilar los datos orbitales para la misión lunar de la órbita 5 próximo.

Un total de 419 marcos de alta resolución y 127 des resolución media fueron adquiridos que cubrían el 99% de la luna cerca del lado en las resoluciones a partir de 58 metros a 134 metros. Los datos exactos fueron adquiridos de el resto de los experimentos a través de la misión. Los datos de la radiación demostraron las dosificaciones crecientes debido a los acontecimientos solares de la partícula produciendo los protones de la energía baja. La nave espacial fue utilizada para los propósitos de seguimiento hasta que afectara la superficie lunar debido al decaimiento natural de la órbita no más adelante que el 31 de octubre, 1967, entre 22--30 grados de longitud de W.