著陸區岩石的化學與礦物成分；測定著陸點的熱流、岩石剩磁；探測月表的環境；進行高解析度攝影和月岩的現場探測或取樣分析。這一階段的科學成果，將為月球基地的選址提供月面環境、地形、月岩的化學與物理性質等資料。具體的科學目標是：著陸區地貌與地質構造調查和綜合研究；月球內部結構研究；日…地…月空間環境監測與月基天文觀測，進行月面的勘察和分析。
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2007、2012、2017三步走（2）
從此，我國可獲得自有的月球地質、資源圖，中國的五星紅旗將驕傲地留在月面上，我國將成為世界上重磅級月球國家。
所謂“回”，即“月面巡視勘察與取樣返回”階段。2017年前後，中國將發射可以自動返回地球的月球取樣機器人，它們在月面蒐集月壤和岩石，帶回地球后供科學家開展深入的科學研究和資源利用評估，為下一步載人登月選址提供資料。具體的科學目標為：進行著陸區的探測與研究；採集月球樣品並返回地面，對返回樣品進行系統的岩石學、礦物學同位素地質和地球化學的分析與研究，結合月面物質成分的分析資料，深化月球和地月系統的起源與演化的認識。
探月三步走實際就是三期工程，它們絕不是憑空想象的。
那麼，我國曆時10年反覆論證、正在緊鑼密鼓實施的一期工程——“繞月探測”工程有什麼特點呢？
繞月探測工程總指揮欒恩傑說得特別直白。第一，已？晚了，起點就要高。我們絕對要超越蘇美早期的硬著陸和擦肩而過的近旁飛越階段，直接進入繞月探測，探測的專案還要瞄準現在國際上正在進行或打算進行的專案；第二，既然是中國的探月，就要有點中國的特色。國外跳芭蕾舞，我們就舞龍舞獅子，總之幹國外沒有做過的事，有新創意，有新貢獻。
為此，中國繞月探測工程鎖定了多項工程目標和科學目標：
在工程目標方面，透過繞月探測工程，我國將在現有並且成熟的航天技術基礎之上，研製和發射月球探測器，突破地…月飛行技術、遠距離航天測控和通訊技術、環月飛行技術、月球遙感技術等。最終，利用現有條件並透過適應性改造，建成我國月球探測航天工程的初步系統。
在科學目標方面，繞月探測工程鎖定了四專案標：
第一專案標是繪製全月面的三維立體影像圖。就像開車要有交通圖，打仗要有地形圖一樣，我們必須有自己的月面資料，必須先給月球？一幅“肖像”。月球探測工程應用首席科學家歐陽院士曾動情地表示：“楊利偉升空後，許多人都問什麼時候我們中國人能登上月球，我也想啊，但我們現在連一張屬於自己的‘全月圖’都沒有，載人登月談何容易。”
國外對月球已？繪製過不少平面圖，但繪製的三維立體圖不多。1994年和1998年美國“？”過兩次，但沒有？全。它繪製了從赤道到南北緯70度區域的三維圖，但沒能繪製更高緯度區域的清晰月圖。另外，一張全月圖是由許多區域性地區遙感圖拼接成的，美國的月圖拼接處有縫隙，很多地方沒？上。
“嫦娥一號”可以拍照到南北緯75度，比美國的多5度。中國科學家想了一個好辦法，利用一個耗能極小的鐳射高度計配合CCD立體相機來拍攝月球的三維立體影象。鐳射高度計在月球上空將向月面發射鐳射，用鐳射測量照射點的高度。歐陽自遠先生曾用自己的手掌打過一個比方：如果在手掌上測量一萬個點，每個點的高度都測得很精細，當把這些高低不同的點集合起來時，很快就能繪出這個手掌的立體圖。用同樣的道理，可以繪製月球的三維立體圖。有了月圖，就能精細劃分月球表面的基本構造和地貌單元，為日後中國月面著陸探測器在月球上軟著陸選址和建設月球基地優選位置提供基礎資料。
第二個目標是探測分析月球表面14種元素的含量和分佈，掌握一些月宮寶藏的資訊。美國1998年發射的月球探測器；詳細研究了鐵、鈦、鈾、釷、鉀共5種元素的全球分佈情況。“嫦娥一號”將探測14種比較有價值的元素，分別是：鎂、錳、鋁、矽、鈣、鈉、鈦、氧、鐵、鉀、鉻，還有放射性的釷、鈾及稀土元素鑭等。我們探測這些有用元素的儲量和分佈情況，就是要看看在月球表面有多少對人類有用的元素，特別是鈦、鐵等，富集區在哪裡。“嫦娥一號”探測的14種元素中，有9種國外從未公佈過詳細的探測資料。有人問得尖銳：“美國幹嘛只做5種？”歐陽自遠先生答得幽默：“並不是他