探月工程又稱嫦娥工程，規劃三期簡稱繞、落、回。

第一步為“繞”，即發射中國第一顆月球探測衛星，突破至地外天體的飛行技術，實現月球探測衛星繞月飛行，透過遙感探測，獲取月球表面三維影像，探測月球表面有用元素含量和物質型別，探測月壤特性，並在月球探測衛星奔月飛行過程中探測地月空間環境。第一顆月球探測衛星“嫦娥一號”已於2007年10月24日發射。

第二步為“落”，時間定為2013年下半年。即發射月球軟著陸器，突破地外天體的著陸技術，並攜帶月球巡視勘察器，進行月球軟著陸和自動巡視勘測，探測著陸區的地形地貌、地質構造、岩石的化學與礦物成分和月表的環境，進行月岩的現場探測和取樣分析，進行日-地-月空間環境監測與月基天文觀測。

具體方案是用安全降落在月面上的巡視車、自動機器人探測著陸區岩石與礦物成分，測定著陸點的熱流和周圍環境，進行高解析度攝影和月岩的現場探測或採樣分析，為以後建立月球基地的選址提供月面的化學與物理引數。

第三步為“回”，時間在在2014至2020年之間。即發射月球軟著陸器，突破自地外天體返回地球的技術，進行月球樣品自動取樣並返回地球，在地球上對取樣進行分析研究，深化對地月系統的起源和演化的認識。目標是月面巡視勘察與取樣返回。