“嫦娥一号”卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭成功发射，11月7日进入环月轨道，成为我国第一颗月球卫星。11月26日，向国内外发布了利用CCD相机下传数据成功反演出的月面二维图像和三维立体图像，我国首次月球探测工程取得圆满成功。2008年2月21日，“嫦娥一号”卫星安全度过了第一次月食。获取了大量有价值的科学探测数据。2009年3月1日，“嫦娥一号”卫星——中国的首个探月使者，在科技人员的精确控制下准确落月。

“嫦娥一号”卫星选用“东方红三号”卫星平台，并进行了适应性改造，重量为2350千克，设计工作寿命为一年，运行在距月球表面200千米高的极月圆轨道上。“嫦娥一号“卫星承载着获取月球表面三维影像；分析月球表面有用元素及物质类型的含量和分布，探测月球表面有开发利用和研究价值的元素含量与分布；探测月壤特性；探测4万—40万公里间的地—月空间环境4项任务。

我国首次月球探测工程圆满成功，是继人造地球卫星、载人航天飞行取得成功后我国航天事业发展的又一里程碑，实现了中华民族的千年奔月梦想。“嫦娥一号”卫星以我国月球探测一期工程圆满成功的伟大壮举，完成了光辉的使命，走过了绚烂而短暂的生命周期，成为中华民族的骄傲和永远的怀念。

整个探月工程分“绕”、“落”、“回”三步走。 “绕”阶段的第一个月球探测器嫦娥一号已经成功发射，“嫦娥二号”计划2010年完成发射。2008年2月，国务院批准探月工程二期立项，第二步“落”阶段工作已全面展开。

2010年10月1日，长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心将嫦娥二号卫星准确送入地月转移轨道，探月工程二期由此拉开大幕。11月8日，嫦娥二号卫星拍摄的分辨率达到米级的月面虹湾局部影像图精彩亮相。该影像图的传回，标志着嫦娥二号任务所确定的工程目标全部实现，探月工程二期“嫦娥二号”工程任务取得圆满成功。

2012年12月13日，中国航天科技集团公司研制发射的嫦娥二号卫星继完成月球探测任务、飞抵距地球150万公里远的日地拉格朗日L2点后，又成功飞抵距地球约700万公里的深空，对图塔蒂斯小行星进行飞越探测，再次刷新了“中国高度”。

2013年1月5日23时46分，由中国航天科技集团公司研制并发射的嫦娥二号卫星深空探测成功突破1000万公里。2月28日10点18分，由中国航天科技集团公司研制并发射的嫦娥二号卫星与地球间距离成功突破2000万公里，标志着我国月球及深空探测能力实现新的跃升。7月14日1时许，已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号卫星与地球间距离突破5000万公里。

2013年12月2日，嫦娥三号探测器由长征三号乙改进型火箭顺利发射升空；14日，在月球虹湾实现软着陆；15日，成功进行着陆器与巡视器互拍成像，之后顺利开展月面就位探测和巡视勘察。这是我国航天器首次实现地外天体软着陆，实现了探月工程从“绕”到“落”的跨越，为第三步“回”打下坚实基础。由此，我国成为世界上第三个成功实现航天器地外天体软着陆的国家。

2014年1月12日8时21分，嫦娥三号着陆器接受光照自主唤醒。此前，“玉兔”号月球车11日5时许也自主唤醒。两器在月球上安全度过首个月夜，经受了长达14个地球日的极低温环境考验。这标志我国成功突破了探测器月夜生存技术。

2014年2月14日，嫦娥二号卫星深空探测成功突破7000万公里。

2018年5月，成功发射嫦娥四号中继卫星“鹊桥”。2018年12月8日，成功发射嫦娥四号探测器。12月12日16时45分，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入了近月点约100公里的环月轨道。目前，中国航天科技集团有限公司正在稳步推进探月工程后续任务。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。