自古以来，人类一直对浩瀚的太空充满了好奇和热情，月球就是人类第一个关注和不断观察的对象，因此留下许多美好的夙愿和科学假说。随着我国航天事业的发展，探月计划也已提上日程。中国探月工程分“绕、落、回”三步走，绕月和落月任务已经圆满完成，现在是完成第三步的时候了。“嫦娥”五号计划将完成探月工程三期中的月面取样返回任务。
“嫦娥”五号探测器，是由中国空间技术研究院（中国航天科技集团五院）研制的中国首个实施无人月面取样返回的航天器。科研人员计划利用“嫦娥”五号在探月工程三期中实现月面取样返回任务，完成中国探月工程的收官之战。“嫦娥”五号要飞到月球上，采集样本后，还要飞回来，研制难度非常大。“嫦娥”五号也被称为我国最复杂的航天探测器。
“嫦娥”五号探测器全重8.2吨，由轨道器、返回器、着陆器、上升器4个部分组成，4个部分串联在一起，像一串糖葫芦。这4部分可以再分为上下两部分，上部分（着陆器和上升器）将在月球上着陆，其中上升器要带着采集的样品返回轨道。下部分（轨道器和返回器）留在月球轨道上，轨道器承担着支撑和服务任务，返回器的任务是带着月球样本返回地面。
根据设计方案，“嫦娥”五号经“长征”五号发射升空后，大约4天后即可抵达月球，减速入轨，然后绕行探测月球，待选定地点后，“嫦娥”五号的上部与下部分离。其中着陆器、上升器将进行月面软着陆，自动进行月面采样、样品封装等操作，并将样品由上升器携带升空进入月球轨道，与环月轨道上的轨道器对接，将样品转移到返回器内部，最后轨道器携带返回器点火启动，从环月轨道直接返回地球。
返回器将在再入大气层前与轨道器分离，最后降落在我国北方的内蒙古草原上，而轨道器就变为太空垃圾，整个过程约需要13天。
“嫦娥”五号主要有两个科学目标。第一个科学目标是开展着陆点区的形貌探测和地质背景勘察，获取与月球样品相关的现场分析数据，建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系。第二个科学目标是对返回地面的月球样品进行系统、长期的实验室研究，深化月球成因和演化历史的研究。“嫦娥”五号可以携带约2千克样本返回地球，这是使用复杂的月球轨道对接设计的结果。
1969年7月20日，“阿波罗”11号飞船降落在月球静海地区。美国航天员阿姆斯特朗在月球表面踩下了深深的印记，这是人类首次成功登月。为了纪念这个激动人心的时刻，每年7月20日被定为“人类月球日”。不过，阿波罗计划在科学领域最大的贡献并非阿姆斯特朗的脚印，而是带回了来自月球的土壤和岩石。从1969年到1972年，美国共完成6次载人登月，共带回约382千克月球样品，获取了大量科学成果。
尽管苏联的“月球”15号取样器失败了，但后续的“月球”16号、20号和24号取得了成功，3台取样器共取回了326克月壤和岩心样本。
月球的表面并非没有土壤覆盖的不毛之地，实际上，到处都覆盖着厚层的岩屑和玻璃质物质，被称为月壤。月球上的月壤和地球上风化剥蚀作用形成的土壤是不同的，月壤是由细至尘埃、大到砂，甚至大砾石的物质组成的。在月海中，月壤的厚度一般为2～10米，月陆中月壤的厚度可以达到20米。月壤中的岩屑主要由各种不同形状和结构的玄武岩和斜长岩组成。
对月球标本的研究，除了可以认识月球，还帮助科学家确立了现代行星科学，为认识各类行星的地质演化过程提供了参考。月壤的样本可以帮助现代行星科学的发展，也可以为类地行星的地质演化研究提供参照。对月壤的研究不仅涉及月球本身，而且还包含太阳系空间物质和能量的重要信息。
其中包括太阳系早期演化的历史记录；月岩和月壤的宇宙线暴露与辐照历史；月球中挥发分的脱气历史；太阳风的组成、太阳表层的成分特征；小天体和微陨石撞击月球的历史记录，进而推断地球遭受小天体撞击的历史；通过对月壤的研究，可以了解月壳岩石圈的组成和分布特征，对研究月球乃至地月系的演化历史具有重要意义。
人们普遍认识到探月活动具有政治、社会、技术、科学和经济等多方面的意义。
因而此后人类的探月活动方向，也从不惜代价服务于政治目的，转变为将科学探索和经济利益相结合，最终的目的是合理开发月球资源。除了科学成果，研究月壤和岩石对开发月球资源同样意义重大。研究月球样品的重要成果之一，就是发现其中含有氦-3，这让科学家非常兴奋。氦-3是世界公认的高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。据计算，100吨氦-3所能创造的能源，相当于全世界一年消耗的能源总量。
氦-3在地球上的蕴藏量极少，全球已知且容易取用的只有500千克左右，而早期探测结果表明，月球浅层的氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧。实际上，随着人类对月球认识的加深，科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。
几十年间，美国国家航空航天局（NASA）收到了3000多份研究特殊月球样品的申请，来自十多个国家的500多名科学家提出了申请。
NASA共向外发放5万多份月球样品，供天文学、生物学、化学、工程学、材料科学、医学、地质学等不同领域的科学家进行研究。1978年，时任美国国家安全事务顾问的布热津斯基访华时，向中国赠送了1克月球样品。这块要用放大镜才能看清楚的石头被分成两半，一半收藏在北京天文馆，一半由中国月球探测工程首席科学家欧阳自远带领团队进行研究。
科研人员不仅判断出该样本是在“阿波罗”17号任务中采集的，确认了采集地点，甚至还分析出石头所在地区是否有阳光照射。
登月以后的下一个目标就是在月球表面建立基地。由于月壤处于月球的最表层，具有松散、非固结、细颗粒和易于开采的特点，是未来月球基地建设、采矿、修路、资源提取的首选目标。在可预见的相当长的时间内，月壤的经济价值远高于地下的月岩。
因此，通过对月壤的精细研究，可提供月球资源开发利用前景的重要信息，并为月球基地的选址提供重要的科学依据。由于地球和月球之间运输费用十分昂贵，月壤资源的就地开发利用，可以大大减少从地球上运到月球的运货量，从而降低经费投入。