中国16个国家科技重大专项之一的“载人航天与探月工程”成就斐然，备受瞩目。根据探月工程“绕、落、回”三步走战略，嫦娥三号任务将是中国实现月面软着陆和巡视勘察，需要突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥操作、深空探测技术运载火箭发射等关键技术，并建立中国的深空测控网，使中国具备月球软着陆探测能力。“十一五”国家重大科技成就展提供的信息披露，目前，中国探月二期工程的嫦娥三号任务已完成方案阶段的设计工作，正在开展初样研制，进展顺利，预计于2013年前后发射。作为嫦娥三号任务备份，嫦娥四号将与嫦娥三号同步开展正样研制。
在深空测控方面，中国探月二期工程将在黑龙江佳木斯和新疆喀什分别建设64米和35米口径S/X双频段地面深空站，采用X频段执行测控任务，初步构建能够满足火星探测需要的中国深空测控网，解决远距离测控通信难题。
嫦娥三号任务将开展月球形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、月球内部结构研究、日地月空间环境探测和月基光学天文观测等科学探测，共配置8种有效载荷，所有载荷重量不超过90千克，需要突破一系列有效载荷轻小型化设计技术。
月面自动巡视方面，嫦娥三号巡视器要确保从着陆器顶部安全转移到月面，实现在月面复杂地形条件下安全、平稳行驶，能按地面指令自主进行导航、控制和局部避障，到达指定目标位置执行科学探测任务，需要突破巡视仪器释放、月面移动、导航与控制等关键技术。
月面生存方面，月球一昼夜相当于地球27天半，嫦娥三号月球探测器既要在长达14天时间月昼温工况下保持舱内摄氏零下20度至55度的工作温度范围，又要在14天的月夜极低温工况下保证自身供热、供电，维持生命，需要突破月昼和月夜温控、同位素温差电源等关键技术。
月面软着陆方面，由于月球表面没有大气，不能用降落伞实现软着陆，嫦娥三号任务必须通过发动机的动力减速着陆，包括减速制动、姿态调整、悬停避障和缓速下降等复杂过程，需要突破自主导航与控制、变推力发动机、着陆缓冲等关键技术。
中国探月工程计划2020年前完成三期任务，“十一五”期间已成功发射“嫦娥一号”、“嫦娥二号”月球探测卫星。目前，探月一期工程“绕”已顺利完成；二期工程“落”正按计划推进，其技术先导星嫦娥二号任务圆满完成；三期工程“回”完成实施方案论证，正在开展立项准备和关键技术预先研究工作。