米国が12人の宇宙飛行士を月に送り込み、科学研究に成功した頃、世界各国も月への探査を続けていました。中国の総合力と科学レベルが向上するにつれて、中国も2003年9月に「嫦娥計画」を開始しました。嫦娥計画は、中国の特性に合わせて、「月面の立体画像取得、月面の有用元素含量と物質分布の分析、月の土壌特性の探査、地球と月の空間環境の探査」という4つの科学目標を達成するものでした。これらの目標を達成するために、嫦娥計画は「周回、着陸、帰還」という3つの段階で実施されました。「周回」とは、地球から月に衛星を打ち上げ、月の周りに配置し、月面をグローバルに探査することを意味します。「着陸」とは、月面探査機を打ち上げ、月面にソフトランディングを実現し、月面車を月面で局所的に探査することを意味します。「帰還」とは、月面探査機が月面に着陸し、サンプルを収集した後、地球に帰還し、サンプルを安全に持ち帰り、地球の実験室で詳細な分析を行うことを意味しました。
2007年10月24日18時05分04秒、中国初の月面探査衛星「嫦娥1号」が正常に打ち上げられました。11月5日11時37分、嫦娥1号は初の月面接近ブレーキを実施し、月の周りに入りました。11月26日、中国は初めて嫦娥1号で撮影された月面画像を公開しました。この画像の解像度は120メートルで、撮影位置は月面の東経83度から東経57度、南緯70度から南緯54度の範囲で、幅約280キロメートル、長さ約460キロメートルの月面をカバーしていました。その後1年以上にわたって、嫦娥1号に搭載された科学機器が月面を多角的に探査し、貴重な科学データを取得しました。2009年3月1日16時13分10秒、地上管制センターの指示の下で、嫦娥1号は月面に正確に衝突し、中国初の月面探査任務を成功させました。
2010年10月1日18時59分57秒、中国第二の月面探査衛星「嫦娥2号」が正常に打ち上げられました。嫦娥1号の予備衛星として、嫦娥2号は嫦娥1号とは異なり、打ち上げ後に直接地球と月の間の移動軌道に入り、11月6日11時38分に月の周りに入りました。嫦娥2号は探査機器を更新し、軌道高度を低く設定したため、探査精度がさらに向上しました。すべての既定の探査任務を完了した後、2011年6月9日、嫦娥2号は地球と月の重力バランス点（ラグランジュ点L2）に向かって飛び出し、8月25日23時24分にL2点に到着し、さらなる深空探査を開始し、将来の中国のより遠方の天体探査のための研究データを蓄積しました。