嫦娥1号工程的核心是实现从地球走向月球，充分利用中国现有的成熟航天技术，研制和发射月球探测卫星，突破地月飞行、远距离测控通信、绕月飞行、月球遥感与分析等技术，并建立中国月球探测航天工程的初步系统。

此后将在2010年前向月球发射无人探测装置，实现月面软着陆探测；在2020年前完成采集月壤样品的工作，实现月面巡视勘察采样返回。第二和第三阶段工作已纳入国家中长期科技发展规划，正在进行论证。

根据预想，未来第二期计划将用月球车对月面进行巡视勘察，并拟建立一个月基天文站，借助月球几乎没有大气的便利条件，对太空和地球进行观测。二期计划中采用的月球车，将采用全国招标的方式来选择。如果月球车计划能成功，那么这套方案稍作修改，就可以用到未来的火星探测中去。

月球探测是众多高技术的高度综合，将带动和促进航天技术和中国基础科学等其它高技术的发展，如大推力运载火箭、深空探测、深空测控、光电子、机器人、人工智能、遥科学、新能源和新材料技术等。这些高技术的进步将会在国民经济和国防建设等方面得到推广和运用，产生显著的社会和经济效益，并推进中国航天领域的国际合作。

绕月探测工程总设计师、中国航天科技集团公司高级技术顾问、中国科学院院士孙家栋认为，中国月球探测的主要目的是从科学的角度去了解月球这个离我们最近的天体，发展航天工程技术。随着月球探测各期工程的分步实施，逐步突破绕月探测关键技术、月球软着陆与自动巡视勘测技术和月球自动采样与地-月往返技术，研制和发射月球探测卫星、月球软着陆器与月球车和月球采样返回器，建立并逐步健全月球探测航天工程系统，为未来的深空探测活动奠定技术基础。随着工程的进展，中国的航天技术将得到整体提升，实现跨越式发展。