十年论证，正式立项

1991年，时任“863计划”航天领域首席科学家的闵桂荣院士提出中国应开展月球探测活动的建议，并成立了“863月球探测课题组”。1993年，国防科工委组织专家论证利用一枚长征系列试验火箭发射一颗人造物体硬着陆（撞击）月球的设想。但由于该设想的科学目标不明确，加之经费不足而搁浅。1994年，时任中国科学院地球化学所所长的欧阳自远和褚桂柏等专家向“863计划”专家组递交了一份正式的探月科研项目可行性研究报告——《中国开展月球探测的必要性和可能性研究》，获得了“863计划”专家组的通过，并且欧阳自远及其团队也得到了第一笔关于探月的经费，中国真正意义上的探月计划由此开始。

1996年，我国完成了绕月探测器的技术方案研究。1998年，国防科工委正式开始规划论证月球探测工程，完成了绕月探测器关键技术研究，之后又开展了深化论证工作，先后向相关的主管部门提交了《中国月球探测发展战略研究》和《中国月球资源探测卫星科学目标》等论证报告。至2000年，中国科学院研究组完成了《中国月球资源探测卫星科学目标》的研究报告，提出了“绕、落、回”三步走的无人月球探测规划。“开展以月球探测为主的深空探测的预先研究”被列入了发展目标。2000年11月22日，中国政府首次发表了《中国的航天》白皮书，明确指出开展以月球探测为主的深空探测的预先研究。中国向国际社会庄严宣告了向深空探测进军的号令。

2001年，由欧阳自远院士牵头制定的“发射绕月卫星”第一期科学目标和有效载荷配置的方案通过国家审评。2001—2002年，资深航天专家孙家栋院士组织全国多方面力量，对首期目标又进行了为期一年的综合论证，最后得出结论：科学目标明确、先进，技术能够实现，没有颠覆性的技术问题。2003年9月，国务院同意并批准了这个计划。

2004年1月23日，国务院批准了国防科工委、财政部《关于绕月探测工程立项的请示》，标志着月球探测工程的绕月探测工程正式立项，中国正式开展月球探测工程，并命名为嫦娥工程（即嫦娥探月工程）。整个工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”3个阶段。其中，第一阶段“无人月球探测”又分“绕、落、回”三步走，计划用无人航天器造访月球、探测月球、认识月球，在2020年前后完成。