预计卫星总重2350千克，本体尺寸2000毫米×1720毫米×2200毫米，采用三轴稳定姿态控制，对月定向工作。卫星在轨运行寿命大于1年。

任务决定载荷

根据中国探月卫星工程的四大科学目标，嫦娥1号选用的有效载荷有6套24件，包括CCD立体相机、激光高度计、成像光谱仪、伽马/X射线谱仪、微波探测仪和太阳风粒子探测器等。其中CCD立体相机是拍摄全月面三维影像的专用相机，在中国属首次使用；成像光谱仪用于获取月面光波图谱；伽马/X射线谱仪用于探测月球表面元素；微波探测仪除用于获取月壤厚度信息外，还能给出月球背面的亮度温度图和月球两极地面的信息。

由激光器、望远镜和接收电路三部分组成的激光高度计，由中科院上海技术物理研究所研制。它在探月卫星的发射阶段和转移阶段都处在“睡眠状态”。卫星进入环月轨道后，激光高度计首先向月面发射激光束，并立刻用望远镜把反射回来的光束变成电信号；接着，接收电路盒将迅速进行精确计算，用最短时间得出该探测点的月球海拔高度。激光高度计完成绕月旅行，月面每个探测点的海拔高度就一清二楚了。这些数值一旦与CCD立体相机拍摄的平面图像相叠加，就是一幅完整而精确的月面三维地形图。只要激光高度计发射的探测点足够密，就能获得覆盖整个月球的地形图，包括人类探月活动从未涉及的月球两极区域。

据探月专家介绍，美国、欧空局、俄罗斯和日本等以前从未在探月过程中使用过可以全天候、全天时工作和具有一定穿透能力的微波遥感技术，所以嫦娥1号上的微波探测仪是世界上首次在探月卫星上装载微波遥感装置，用以实现对月面更为细致深入的探测，并将对所发回的数据进行反演和解析。不过，由于月球远离地球，对月球进行微波遥感探测有很大的技术难度和一定的风险。为确保探测成功和能稳定地发回数据，现正加强对月球微波遥感的地面仿真研究，在借鉴以往经验的基础上做相应的技术改进。

嫦娥1号有效载荷共重130千克。早在2004年1月7日，所有24件仪器就完成了首轮联合测试，结果相当成功。测试表明，探测仪器设计中的一些关键技术问题已基本攻克，并解决了设备间的接口技术。全部探测仪器于2004年9月交付，并与卫星平台一起进行噪声、振动、辐射和真空等各种空间环境的模拟测试。

使用成熟的火箭

按照计划，长征3号甲被选为月球探测卫星的运载火箭，发射场选在西昌卫星发射中心，但要进行必要的适应性改造。

根据设计，嫦娥1号的运行轨道近地点为200千米，远地点为51000千米，属于大椭圆轨道。火箭必须精确地将探测器送入预定轨道，才能准确完成预定探测任务。为满足探月卫星的特殊要求，长征3号甲火箭控制系统增加了单机和线路备份，确保飞行过程中不出现任何偏差，万无一失。