嫦娥六号于2024年6月3日成功降落在月球背面的南极-艾特肯盆地内的阿波罗环形山边缘。在接下来的两天内，嫦娥六号的主要任务是进行月球表面的挖掘和钻探，目标是采集约2千克的月壤样本。
嫦娥六号将利用钻头钻取部分月球土壤，并尽可能保持其原本的分层结构，以建立一张剖面图。与嫦娥五号类似，嫦娥六号也会进行原位测量，搭载了法国的氡气探测仪和欧洲空间局的月表负离子探测仪，研究月球表面的挥发物和等离子体的反射。
嫦娥六号的任务流程复杂，整体结构与嫦娥五号相似。嫦娥六号将以一个整体抵达月球轨道，完成采样后，上升器将以着陆器为平台起飞，返回器会与轨道器对接，最终返回地球，预计在6月25日降落于内蒙古四子王旗着陆场。
嫦娥六号的采样地点与嫦娥五号不同，选择在月背南极-艾特肯盆地，科学家认为这里可能会带来更古老的月球样品，有助于了解月球的演化过程。此外，嫦娥六号的着陆点位于月球背面，需依赖中继卫星鹊桥二号进行信号转发。
在嫦娥六号的发射过程中，关于“美国登月造假”的谣言再次活跃。专家在直播中提到“阿波罗”时，有人误解为与美国的登月计划相关，然而阿波罗计划并未在月球背面着陆。
此外，嫦娥六号的任务中可能存在“隐藏任务”，因为在发射前的整备照片中发现了一个未公开的小车，可能是任务团队准备的惊喜。科学界对此充满期待。