火箭发射升空进入预定轨道，由着陆器和探测器组成的“嫦娥三号”将在约半个月后在月球实施软着陆并开展为期3个月的巡视探测。
运载火箭将嫦娥三号直接送入地月转移轨道；在轨飞行约5天，近月制动被月球捕获，进入100公里环月圆轨道。飞行约4天后，变轨进入15公里×100公里椭圆轨道；再飞行约4天后，从高度约15公里的近月点开始动力下降。
嫦娥“三姑娘”成“器” 已不叫卫星
嫦娥“三姑娘”有四条腿六个轮子，是着陆器和巡视器(俗称“月球车”，叫“玉兔号”)的组合体。与嫦娥一号、二号不同，嫦娥三号在名称上不叫卫星而叫器，是我国第一个“有腿”的航天器。
嫦娥三号任务主要有两个，一是实现月面软着陆，二是实施月面巡视勘察。这需要它既能落到月面上，还能自主动起来。将任务分解给两个探测器，有助于加快研制进度。
落月之前，巡视器作为一个载荷被安装在着陆器上，本身并不工作。整个前期飞行、动力下降以及实施软着陆过程，都是由着陆器完成的。到月面后，二者互相配合，将巡视器释放到月面上，成为两个独立的探测器，各自在月面开展探测任务。
“三姑娘”虽然苗条但是很健壮
着陆器包含11个分系统，其中最有特色的当数着陆缓冲分系统，又集中体现在四条“中国腿”的外形上。据了解，其他国家的软着陆方式主要有三种：一是气囊弹跳式，二是着陆腿式，三是空中吊车式。每种方案都有优缺点。就嫦娥三号软着陆任务来讲，气囊式不能满足重量要求，吊车式又比较复杂，腿式能满足任务需要，保证着陆的稳定性。综合之下，嫦娥三号选用了腿式着陆。
巡视器包含8个分系统，其中最有特色的当数移动分系统。从外形上看，就是巡视器的6个轮子。
此外，由于探测器的重量限制，嫦娥三号必须“瘦身”，进行集成化、小型化设计，还必须保证系统的可靠性。只有这样，才能保证它是一个健壮的探测器。
“三姑娘”落月难度大 全靠自主完成
嫦娥三号的路径设计比嫦娥一号、嫦娥二号更进一层，且难度和风险大大增强。它要在近月点15公里处进行动力下降，接着实现月面软着陆，然后再进行月面巡视勘察。
这15公里的动力下降，是以抛物线下降。探测器的相对速度要从1.7公里/秒逐渐减为0，过程主要靠探测器自主来完成，人工干预的可能性几乎为零。距月面100米处时，探测器还要悬停，对月面进行拍照，避开障碍物，寻找着陆点。
等到探测器在月面实现软着陆后，着陆器和巡视器还要进行分离，实现互相拍摄。着陆器基本固定在一个位置，巡视器则需要从着陆器上“走”下来，进行月面巡视勘察。在月面路径中，还涉及到“地面遥操作”和“巡视器自主控制”相结合的技术手段。
除了地面遥操作外，巡视器也可以利用计算机，对图像进行处理、识别障碍，规划出相对较近的局部路径，控制自身的移动。这时候，巡视器就是一个自主移动的机器人了。