嫦娥四號成為與嫦娥三號不同的全新航天器，概括起來兩者有科學目標、工程目標、有效載荷、著陸環境和通訊方式等五大不同。

科學目標方面，嫦娥四號任務均要在月球背面完成，包括實現月基低頻射電天文觀測、月球背面巡視區淺層結構探測和月球背面巡視區形貌、礦物組份探測。嫦娥四號探測器專案執行總監張熇說：“因為沒有別的探測器到過月球背面，所以不論是探地形還是探月壤成分，應該都是人類第一次獲得一手資料。”

工程目標方面，嫦娥四號任務鎖定兩個國際首次：首次實現月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實現地月L2點中繼星對地對月的測控、數傳中繼。

有效載荷方面，嫦娥四號將降落月球背面，其著陸器攜帶地形地貌相機、降落相機、低頻射電頻譜儀等4臺有效載荷和1臺生物科普載荷，巡視器上共攜帶全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達等4臺有效載荷，並將把8臺有效載荷帶往月球背面馮·卡門撞擊坑。

著陸環境方面，嫦娥四號探測器副總師吳學英介紹說，嫦娥四號的主著陸區為月球背面靠近南極的馮·卡門撞擊坑，這裡著陸區面積比嫦娥三號的虹灣地區小許多，因為月球背面山峰林立，大坑套小坑，很難找出再大一些、平坦一些的地方。因此，嫦娥四號著陸器在凸凹不平“巴掌大”的地方軟著陸，需要具有比嫦娥三號更準確的著陸精度。

通訊方式方面，嫦娥四號與地球“飛鴿傳書”的通訊任務由“鵲橋”中繼衛星承擔，透過已成功發射並架設在地月拉格朗日L2點的“鵲橋”中繼衛星，實施與地面的通訊訊號“接力”，保障嫦娥四號與地球通訊聯絡。