据国防科工局介绍，嫦娥三号开展了着陆区月壤内部与月壳浅层结构探测，首次研制的超宽频带测月雷达，采用“边走边探”方式，获得国际首幅月球着陆区月壳浅层330米深度内的剖面结构特性及地质演化图。
同时，利用月球高真空无大气影响和月球自转缓慢因而连续观测周期长的特点，嫦娥三号首次在月球上巡视太空。通过观测，获取了月球外逸层水含量的最新结果，并使科学家据此修正了国外得出的月球上有大量水分子存在的结论。此外，嫦娥三号还获取1300多幅地球等离子体层图像数据。
