Cuando Estados Unidos envió a 12 astronautas a la Luna y logró llevar a cabo diversos estudios científicos, otros países del mundo también estaban explorando la posibilidad de realizar misiones de exploración lunar. Con el aumento de la fuerza nacional y el nivel tecnológico de China, China también inició el programa de exploración lunar «Proyecto Chang’e» en septiembre de 2003. Teniendo en cuenta las características de China, el «Proyecto Chang’e» lograría cuatro objetivos científicos: «obtener imágenes tridimensionales de la superficie lunar, analizar la distribución de los elementos útiles y los tipos de materiales en la superficie lunar, explorar las características del suelo lunar y explorar el entorno espacial entre la Tierra y la Luna». Para alcanzar estos cuatro objetivos, el «Proyecto Chang’e» se llevaría a cabo en tres etapas: «órbita, aterrizaje y regreso». «Órbita» consistiría en lanzar un satélite de exploración lunar desde la Tierra y hacer que orbite alrededor de la Luna, lo que permitiría una exploración global de la superficie lunar. «Aterrizaje» implicaría lanzar un vehículo de exploración lunar y lograr un aterrizaje suave en la superficie lunar, liberando un vehículo lunar para llevar a cabo actividades de exploración localizada en la superficie lunar. «Regreso» consistiría en que el vehículo de exploración lunar aterrizara en la superficie lunar y recogiera muestras, después de lo cual despegaría de la Luna y regresaría a la Tierra de forma segura, permitiendo que las muestras lunares se analizaran en laboratorios de la Tierra.
El 24 de octubre de 2007, a las 18:05:04 horas, se lanzó con éxito el primer satélite de exploración lunar de China, el «Chang’e 1». El 5 de noviembre, a las 11:37 horas, después de la primera frenada cerca de la Luna, el «Chang’e 1» entró en órbita lunar. El 26 de noviembre, China publicó la primera imagen de la superficie lunar tomada por el satélite «Chang’e 1». Esta imagen tenía una precisión de 120 metros y se tomó en la superficie lunar, entre los 83° E y los 57° E de longitud este, y entre los 70° S y los 54° S de latitud sur, abarcando una superficie de unos 280 km de ancho y 460 km de largo. Durante el año siguiente, los instrumentos científicos a bordo del satélite «Chang’e 1» llevaron a cabo una exploración científica multifacética de la Luna y obtuvieron una gran cantidad de datos científicos valiosos. El 1 de marzo de 2009, a las 16:13:10 horas, bajo el control del centro de control en tierra, el satélite «Chang’e 1» impactó con precisión en la superficie lunar y completó con éxito la primera misión lunar de China.
El 1 de octubre de 2010, a las 18:59:57 horas, se lanzó con éxito el segundo satélite de exploración lunar de China, el «Chang’e 2». Como satélite de respaldo del «Chang’e 1», el «Chang’e 2» se lanzó directamente a la órbita de transferencia Tierra-Luna después del lanzamiento, y el 6 de noviembre, a las 11:38 horas, entró en órbita lunar. Debido a que el «Chang’e 2» actualizó los equipos de exploración y redujo la altitud de la órbita, la precisión de la exploración mejoró aún más. Después de completar todas las tareas de exploración previstas, el 9 de junio de 2011, el satélite de exploración «Chang’e 2» abandonó la Luna y se dirigió hacia el punto de equilibrio gravitatorio entre la Tierra y la Luna, situado a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra (conocido como punto L2), donde llegó el 25 de agosto a las 23:24 horas para llevar a cabo una exploración adicional del espacio profundo y acumular datos de investigación para futuras misiones de exploración de objetos celestes más lejanos por parte de China.