据探月工程有关负责人介绍，“嫦娥二号”任务主要分为工程和科学两大目标。从工程上来说，“嫦娥二号”任务这次有两大目标，即验证先进技术、探测备选着陆区。
嫦娥二号卫星系统副总设计师饶伟说，嫦娥二号卫星到15公里轨道上时特别对嫦娥三号探测器的备选着陆区勘测成像，获取地形地貌信息以保证其未来安全着陆。
饶伟说，嫦娥三号探测器计划于2013年左右发射并在月球软着陆，目前选择在月球的虹湾地区着陆，因此要对这么一块南北100公里、东西300公里的区域预先进行高分辨率成像。
从科学目标上说，“嫦娥二号”任务有四个科学目标，除了前面提到的要获取分辨率优于10米的月球表面三维影像之外，还有探测分析月球表面元素含量与分布、探测月壤、探测地月与近月空间环境。
六大工程目标包括：
——突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术。突破直接进入奔月轨道的弹道设计技术、运载火箭低温三子级滑行时间可调技术，利用长征三号丙运载火箭将卫星直接送入地月转移轨道，降低二期工程后续任务的实施风险。
——试验X频道深空测控技术，初步验证深空测控体制。在嫦娥二号卫星上搭载X频段应答机，与我国X频段地面测控设备配合，验证X频段测控体制，为嫦娥三号任务积累工程经验。
——验证100公里月球轨道捕获技术。选择与嫦娥三号任务相似的奔月、月球捕获轨道，通过实际飞行掌握直接奔月和100公里近月捕获技术，为嫦娥三号任务探索技术途径；嫦娥二号卫星在100公里轨道长时间运行，探测100公里轨道空间环境，积累更多的近月空间环境数据，提高月球探测热红外分析模型的准确性。
