「長征五號」遙五運載火箭，凌晨4時30分在海南文昌航天發射場成功發射，在飛行約2200秒後，順利將探測器送入預定地月轉移軌道，實施中國首次地外天體採樣返回任務。

「嫦娥五號」計劃在月球表面採集2公斤樣本帶回地球，會經歷兩次起飛和兩次著陸，是國家航天局至今最複雜和難度最高的任務，預料全程需時約23日。在經歷地月轉移、近月制動和環月飛行等程序後，著陸器和上升器組合體將會與軌道器和返回器組合體分離，擇機在月球正面的預選區域著陸，除了採樣，亦會進行形貌探測和地質背景勘察。

嫦娥五號採樣的區域是在月球正面風暴洋西北部，過往從未有其他國家的探測器到訪過。過往的研究顯示，月球上的火山活動在35億年前達到頂峰後便減弱並停止。但觀測月球表面，發現某些區域可能含有最近10億至20億年前才形成的火山熔岩，與嫦娥五號著陸地區的年齡相仿，如果嫦娥五號採回的樣本能夠證實這段時間月球仍在活動，有機會改寫月球的歷史。

對上一次人類成功取得月球樣本已經是44年前，如果嫦娥五號任務成功，中國將會成為人類第三個獲取月球樣本的國家。科學家亦希望突破多項關鍵技術，為未來開展載人登月以及深空探測積累人才、技術和物質基礎。