巡天
月球上看星星“不眨眼”
将为建立月球长期观测天文台打基础
目前各国进行的天文观测，多为地基观测和轨道观测。
地基观测就是在地球上建立天文台，在地面通过各种天文望远镜，针对可观测到的天体进行各种图片数据监测;轨道观测，最著名的就是“哈勃”，哈勃空间望远镜的主要目标，就是建立一个能长期在太空中进行观测的轨道天文台。
哈勃等空间望远镜因为处于地球大气层之上，所以不会受到大气层的扰动，但是由于没有固定的地方，容易受到太空碎片的影响。
月基天文望远镜，相当于人类把“天文台”架到了月球上，这比轨道观测又进了一步。
比如，在地面看星星，有时候星星会闪烁，这是因为大气层的扰动，而且观测时间不长。
在月球表面进行天文观测，可以完全避开大气影响，获得极高精度的观测数据。同时，月球大约27天(地球日)才自转一周，所以可对一个目标开展长达300多小时的持续跟踪，在月球观测天空，观测星星，研究星系、恒星的活动，然后把数据传回地球。
月球是一个非常稳定的平台，登月探测表明，月震产生的月面移动约十亿分之一米。这样的稳定性对于观测极为有利，因为可见光光学望远镜“联网”两个基元望远镜之间的距离精度要在零点几光波波长之内，即大约一千万分之一米。
月球上引力场的微弱，减轻了仪器结构强度和制造的困难，而且对仪器的操作和控制也变得更为容易。
专家称，这次携带天文月基望远镜，更多是试验性质，看设备能否运行正常，如果这次试验可行，以后会在月球上安装更大的望远镜，即在月球上建立天文台。
观地
观测地球“站得高看得远”
了解地日关系;观测太阳活动对地球影响
等离子体层是地球磁场跟太阳风相互作用的近地空间环境，在地球轨道上用卫星观测地球等离子体层，只是从赤道附近过境，只能看到局部，看不到全貌，因为地球的等离子体层不是赤道周围的一点点，是很大的一个区域。
美国宇航局2000年利用椭圆轨道的IMAGE卫星的极紫外成像仪，从上往下对地球等离子体层进行成像，第一次获得了地球等离子体层在赤道面上的全球分布及其在太阳扰动期间的变化。这种探测只有当卫星处在远地点附近时，才能拍摄地球等离子体层的整个图像。
嫦娥三号月面软着陆后，离地球38万公里，能够看到地球等离子层的全貌，是长期地、全面地、整体地看，长时间地跟踪观测可以从整体上探测太阳活动、地磁扰动对地球空间等离子体层的影响，关键是可以观测到动态和变化。
通过对地球周围的等离子体层产生的辐射进行全方位、长期的观测研究，获取地球等离子体层三维图像，有助于了解太阳和地球的相互关系，能提高我国空间环境监测和预报能力。
还有观点认为，地球上一些自然灾害与地球等离子体层有关，这也是有可能的，因为地球上很多自然现象都跟太阳活动有关，所以相关的研究也具有科学意义。
测月
玉兔边走边“切”看月球
将在国际上首次建立综合性观测剖面
巡视器，也就是从探测器中释放出来的“玉兔号”，它的腹部安装了一个测月雷达。它在月面行走的时候。
通过测月雷达，一个特定区域月壤底下有没有石头，地质构造如何，都可以了解。
测月雷达可以测月球地底下30米深土壤层的结构和100米深的次表层结构，这个是国外没有做过的。
月球车上还装了测月球土壤成分和测土壤各种矿物组成的仪器，仪器的全部探测数据可以直接发回地球。此前有人打比方，玉兔号身上的测月雷达，相当于一边走一边把地下切开一刀看看里面，看看这个月球土壤有哪几层，土壤里有没有大石块或是其他什么结构。
因为玉兔号是区域性探测，所以测月雷达有助于了解区域性的典型月壤和地质构造，同时测月雷达还可以测地下100米深次表层的结构。
通过搭载的测月雷达，并集合其他载荷探测的成果，可以在国际上首次建立集形貌、成分、结构于一体的综合性观测剖面，建立起月球区域综合演化动力学模型。
“嫦娥三号”探月五大创新点
1 首次实现我国航天器在地外天体软着陆
目前，全世界仅有美国、前苏联成功实施了13次无人月球表面软着陆，中国是第3个实施月球软着陆的国家。
嫦娥三号探测器经过主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段等6个阶段的减速，实现从距月面15公里高度安全下降至月球表面。
2 首次实现我国航天器在地外天体巡视探测
全世界只有美国实现了载人登月。前苏联开展了2次月面无人巡视探测任务，巡视车分别在月面行走了10.5km和37km。中国是第2个实施无人月球巡视探测的国家。
巡视器与着陆器完成解锁、释放、分离、下降到月面、驶离，整个过程每个动作环环相扣，任何一个动作都影响任务成败。因此，在设计时就留有足够余量;特别是通过大量实验，确保了机构能力可靠。
3 首次实现对月面探测器的遥操作
嫦娥三号巡视器遥操作采用自主加地面控制相结合的方式，根据获取到的环境参数，在地面完成任务规划，而巡视器自主具备完成局部规划、避障和安全监测、应急保护的能力。
4 首次研制我国大型深空站，初步建成覆盖行星际的深空测控通信网
目前，国外主要有美国、俄罗斯、欧空局、日本、印度等国家(组织)建立了深空测控站。美国、俄罗斯深空测控站的天线，最大口径均为70米。
我国通过探月工程的实施，新建了18米、35米、65米、66米(亚洲最大)天线。这些天线的研制，使我国完全掌握了大口径高效率天线的设计、制造、安装技术，实现了高精度、快速测定轨和月面定位目标。
5 首次在我国航天器上采用放射性同位素热源和两相流体回路技术，实现探测器在极端温度环境下的月面生存
