組織架構
嫦娥五號衛星從這個軌道器、著陸器以及環月軌道對接的複雜設計方案看，嫦娥五號完全就是無人版的阿波羅登月，當前同樣計畫使用類似設計的深空探測器方案，是美國尚未立項的火星取樣返回探測器(MSR)，不過MSR最早也要2024以後發射，而我國的嫦娥五號預計2018年左右就要使用長征五號火箭發射，嫦娥五號取樣返回的複雜性和先進性在已有和正在研製中的深空探測器里是空前的。當前嫦娥五號探測器著陸器的變推力發動機、交會對接微波雷達和雷射雷達的研製都在緊密鑼鼓的進行中，著陸器上升段和軌道器所使用的3000牛發動機首次整機試車圓滿成功，已經轉入初樣研製階段。嫦娥五號可以攜帶約2千克樣本返回地球，這是使用複雜的月球軌道對接設計的結果，之前的蘇聯Luna16探測器整體落月，最終取回樣品僅有100克。
按照我國航天的慣例，嫦娥五號肯定還有一個備份星，如果嫦娥五號任務順利的話，它很可能賦予嫦娥六號的編號，增減部分設備提高技術水平，根據探月一期和二期的月球探測成果，選取探測價值更大區域如月球極區或是在月球背面取樣返回。不過嫦娥六號還太過遙遠，很難對此做出有效的預測。
嫦娥五號返回艙已經在研製之中，從奔月軌道上返回的太空飛行器有著很大的速度，如果無法減速，那么就會“彈”出地球大氣層，再入之後的返回艙速度將達到每小時4萬公里左右，相當於32馬赫左右，迄今為止中國設計的飛船沒有達到如此高的再入速度，因此如何安全控制返回艙重返大氣層是嫦娥5號能否成功的關鍵。
主要任務
嫦娥五號衛星嫦娥五號和六號將共同完成中國探月三期工程“回”的任務，即實現月球採樣後自動返回。它們將帶著“四件套”升空，分別是月球著陸探測器、月面巡視器、月面上升器和軌道返回器。
要實現中國第一次月球採樣返回，需要突破很多技術，如樣品採集技術、月面上升起飛技術、月球軌道交會對接技術等，因為是高速返回，還需要突破載錄技術等。
採樣方面，不僅要採獲月球表面的月土，還要打孔，從2米底下的月球土層中取出不同深度的材料，拿回地球，因此嫦娥五號上還將攜帶鑽機。
嫦娥五號將是我國首次開展地外天體採用返回計畫，其中美蘇日都完成了不同程度的地外天體樣品採集，要採集地外天體表面物質需要完成一系列的地外天體臨近空間飛行，比如近距離飛掠某個天體，或者在目標天體上登入。嫦娥五號採取的方式依然為軟著陸和垂直起飛，需要涉及許多關鍵技術，比如月球表面起飛技術、採樣後如何封裝，之後在月球軌道上對接，並脫離環月軌道進入轉移軌道，去月球的旅程十分容易，而是否能安全返回還需要進行驗證。
儘管目前的探月工程取得了一些進展，但總體上仍然落後於美俄，有關嫦娥五號探測器的任務設計已經在戈壁沙漠基地內進行測試，預計嫦娥五號將在著陸月球後將攜帶2公斤左右的樣本返回地球。
功能創新
嫦娥五號衛星嫦娥三號探測器系統首席科學家、中國科學院葉培建院士介紹，為了解決落點的問題，為了解決載陸角以調整衝擊力的問題，這一次並不是直接返回，而是分離進入大氣層到60公里時將再跳回到宇宙當中去，再跳回大氣層，然後再回來。這是一個很大的創新。
攜帶設備
為了完成科學方針，嫦娥五號將搭載多種有用載荷，重要包含下降相機、光學相機、月球礦物光譜闡發儀、月壤氣體分析儀、月壤布局探測儀、採樣剖面測溫儀、岩芯鑽探機和機器取樣器等。發射時間
最早有望2017年發射(按照嫦娥工程計畫2017年~2020年發射)，有極大可能於2018年發射。國防科工局新聞發言人吳志堅16日在京表示，我國嫦娥五號月球探測器預計於2017年前後完成研製並擇機發射。
吳志堅在國務院新聞辦公室16日舉行的新聞發布會上表示，嫦娥三號任務成功後，我國探月工程將轉入三期，主要目標是實現無人自動採樣返回。執行這一任務的嫦娥五號研製進展順利，預計於2017年前後完成研製並擇機發射。
發射地點
海南文昌衛星發射場。最新進展（嫦娥五號試驗器）
今年（2014年）即將發射的試驗器，是2017年以前探月工程最後一個太空試驗，因為這項試驗風險太大，且沒法在地面進行模擬。月球起飛上升我們從來沒有搞過，到時候月球上見。——嫦娥三號探測器系統首席科學家葉培建今年（2014-3-10），全國政協委員、嫦娥三號探測器系統首席科學家葉培建院士表示，今年將發射嫦娥五號的試驗器，用於驗證飛行器能否從月球軌道順利返回，並降落在預定的位置。葉培建表示，這是2017年實現探月無人採樣返回的最重要的試驗。
今年（2014年）嫦娥五號試驗器的任務，就是將軌道器和返回器的組合體送入月球軌道，再讓組合體返回地球。葉培建介紹，組合體在距離地球幾千公里的太空中會分離，返回器會按照嫦娥五號將要走的路，回到地球，而軌道器就“不要了”，變為太空垃圾。將組合體送入太空的工作將在西昌完成。
葉培建介紹，高速返回地球，而且溫度很高，是兩個難點，這需要相當複雜的控制系統。葉培建透露，今年即將發射的試驗器，是2017年以前探月工程最後一個太空試驗，因為這項試驗風險太大，且沒法在地面進行模擬。而其餘例如在月球表面取樣，在地球上起飛等，都通過在地面上做模擬試驗的方法來驗證可靠性。“月球起飛上升我們從來沒有搞過，但可以地面做模擬實驗，到時候月球上見。”葉培建說。
此外他透露，2017年嫦娥五號發射將使用海南文昌發射基地，發射基地周圍還將建造一座文化公園。
