Lorsqu'il a posé le pied sur la Lune, il a déclaré :"That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind." (Apollo 11, 20 juillet 1969).Le son n'étant pas très audible, on a cru que le "a" devant "man" n'était pas prononcé, mais Niel a affirmé par la suite qu'il l'avait bien dit.

Traduction : "C'est un petit pas pour un homme, mais un pas de géant pour l'humanité."

Il aurait dit aussi : "I believe that every human has a finite number of heartbeats. I don't intend to waste any of mine running around doing exercises."

Traduction : "Je crois que chaque être humain a un nombre fini de battements de coeur. Je n'ai donc pas l'intention de gaspiller un battement en courant faire mes exercices."

On sait que lorsque le module lunaire s'est posé sur la Lune, son pouls était de 80 ou 110 pulsations par minute alors que son voisin astronaute Buzz Aldrin avait son pouls à 160 pulsations par minute ; situation justifiée par un réservoir de carburant presque vide et un ordinateur de bord saturé. C'est donc un homme de sang froid extraordinaire..