“嫦娥二号”任务的主要目标，是为探月工程二期实现月面软着陆开展部分关键技术试验，积累工程经验，并在“嫦娥一号”任务基础上继续月球科学的探测和研究。据介绍，嫦娥二号卫星在嫦娥一号备份星基础上进行技术改进，是二期工程的技术先导星。
探月工程副总设计师于登云说，所谓“先导”，是相对于探月工程二期中的“嫦娥三号”、“嫦娥四号”而言，主要体现在直接奔月、 100公里轨道绕月、变轨到离月球15公里轨道、对备选着陆区进行高分辨率成像等方面。
“嫦娥二号”任务选择与“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，将为“嫦娥三号”月球软着陆任务探索技术途径。专家比喻说，“嫦娥二号”就是探月工程二期的开路先锋。
约112小时抵达月球
据探月工程相关技术负责人介绍，嫦娥二号卫星的探月活动整个过程大致为：在西昌卫星发射中心，长征三号丙运载火箭将把嫦娥二号卫星送入近地点高度200公里、远地点高度38万公里的直接奔月轨道。卫星奔月飞行约需112小时，期间计划进行2—3次轨道修正。
当卫星到达月球附近的特定位置时，实施近月制动，进入近月点100公里的椭圆轨道。再经过两次轨道调整，进入100公里的极月圆轨道。之后，卫星择机变轨，进入100公里乘15公里的椭圆轨道，拍摄探月后续任务着陆的月球虹湾备选着陆区图像。1—2天后，卫星返回100公里环月轨道，继续开展技术试验和科学探测。
于登云介绍说，“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。
成功传回虹湾地区高分辨率图像，将成为任务圆满成功标志
探月工程总设计师吴伟仁说，“嫦娥二号”任务需要攻克的难点，包括突破地月转移轨道发射技术、环月飞行轨道控制技术、深空测控通信技术和高分辨率立体相机的研制等四大关键技术难题。
探月工程有关技术负责人介绍说，火箭系统有将近3万多个元器件，将近10万个电缆电线，有4800多条焊缝。卫星系统有5万多个元器件。8万多元器件质量是否过硬，任何东西出问题都会影响成败。
按照“嫦娥二号”任务既定计划，如果嫦娥二号卫星经过第三次近月制动，成功进入工作轨道，标志任务取得基本成功；卫星成功传回虹湾地区高分辨率图像，就标志着任务取得圆满成功。
“嫦娥二号”三大看点(链接)
“嫦娥二号”任务的关键环节有三个，是公众可以关注的看点：
第一个环节，就是卫星要直接发射到奔月轨道也就是地月转移轨道的入口，能不能精确入轨，被认为是最关键的一个环节。
第二个环节，是卫星到达月球附近的时候，能不能被月球捕获。
第三个环节，就是绕月一段时间过后卫星要进行降轨。因为降轨必须在月球的背面，地面测控系统够不着，完全靠卫星自主控制。