——验证100公里×15公里轨道机动与快速测定轨技术。开展100公里×15公里轨道机动试验，验证嫦娥三号任务着陆前在不可见弧段变轨的星地协同程序；在100公里×15公里轨道飞行期间，验证100公里×15公里轨道快速测定轨能力，这些测定轨数据对深入研究月球重力场分布，提高重力场模型精度有重要意义。
——试验低密度校验码(LDPC)遥测信道编码、高速数据传输、降落相机等技术。配置降落相机，校验其对月成像能力；试验强纠错能力的LDPC 信道编译码技术，提高卫星遥测链路性能，为探月工程和其他深空探测项目提供技术储备；将卫星数传码速率提高至 6Mbit/s，试验12 Mbit/s，以期满足数据传输量增大的需求。
——对嫦娥三号任务预选着陆区进行高分辨率成像试验。在100公里×15公里轨道，CCD立体相机在 15公里近月点处对嫦娥三号任务预选着陆区进行优于1.5米分辨率成像试验；在100公里圆轨道，对预选着陆区进行优于10米分辨率成像。利用预案着陆区月表图像，绘制三维地形图，有利于定量评估预选着陆区的特性，提高嫦娥三号任务着陆安全性。
四大科学目标包括：
——获取月球表面三维影像，分辨率优于10米。利用CCD立体相机获取高分辨率的月球表面三维影像，结合激光高度计获取的月表地形高程数据，可获取月球表面高精度地形数据，为后续着陆区优选提供依据，同时为划分月球表面的地貌单元精细结构、断裂和环形构造，提供原始资料。
