从20世纪50年代末开始，人类不断发射月球探测器对月球进行近距离探测，特别是1959—1976年间，美国阿波罗计划和苏联月球计划的实施，使人类月球探测活动达到了第一个高潮。未来，人类将开发和利用月球，最终在月球上建立永久性的月球基地，并为未来登陆其他星球进行探索。
我国绕月探测工程总指挥栾恩杰最擅长用老百姓听得懂的语言解释科学道理。他在总结了人类探月活动的历程之后，把人类探索月球、开发和利用月球的活动，概括为“探月”、“登月”、“驻(住)月”三个阶段，并形象地称这三个阶段为“探”、“登”、“驻(住)”三级跳。第一跳是去“敲门”，也就是“探”，指无人探月阶段。在这一阶段，人类派出无人月球探测器访问月球、认识月球。这好比是探路，去试着敲敲广寒宫的大门。当前，中国开展的嫦娥工程就属于“探”这个阶段。第二跳是去“串门”，也称登月阶段。登月是指航天员登上月球，采集样品，放置小型探测仪器，然后很快返回地球，这相当于地球人到月球上去“串串门”。1969年7月，美国实施的阿波罗登月计划，完成了三级跳中的第二跳。
第三跳是去月球上“小住”一段，也称驻月阶段。“驻(住)月”包括两层含义，第一层的“驻”是指航天员带着多种设备降落到月球上，在月球上短期停留并把设备安置好，然后航天员返回地球，而科学设备就“驻”留在月球上，对月球进行长期探测和研究。目前美国、欧洲实施的月球计划正在向“驻”月这个目标迈进；第二层的“住”是指在月球上建设有人照料的月球前哨站或永久性的月球基地，人类可以在月球上生活和工作，全面开发、利用月球资源。
纵观人类探月活动的发展，各国都离不开“探”、“登”、“驻(住)”这三个阶段。其中“探”月的风险比较小，也最容易实现，美国、俄罗斯和欧洲都实现了“探”月，其中美国和俄罗斯对“探”月这一步做得比较充分，目前中国、日本和印度等国家也正在为实现“探”月目标而努力。
当前，我国正处在“探”月这一阶段中，将用15年左右的时间，分三步完成探月这第一“跳”。第一步是先派出环绕月球飞行的探测器对月球进行遥感探测，即“绕”月探测；第二步是实现软着陆探测器“落”在月球表面上，并实地考察月球；第三步，探测器不但要降落在月球表面，而且要从月球采集样品送回地球，供人们研究。栾恩杰总指挥把我国无人月球探测的这三步走形象地称为“绕”、“落”、“回” 三部曲。
绕月探测阶段中国将在2007年10月发射嫦娥1号月球探测器，实现环绕月球飞行，对月球进行综合性探测。这将是中国航天 器第一次追逐地球以外的另一个星球。这一阶段主要的科学目标是：
为月球“画像”，即通过多种手段获取月球表面影像和立体图像；
探测月球上14种元素的资源量和分布；
探测月球土壤的特征与厚度；
研究距离地球4万到40万千米范围的空间环境。月球软着陆与月面巡视勘察阶段中国将在2012 年前后发射月球软着陆探测器，实现月球车或机器人在 月球上登陆，并在月球表面进行自动巡视考察。在这期间，将试验月球软着陆技术；探测着陆区岩石的化学与矿物成分；测定着陆点的热流、岩石剩磁；探测月表的环境；进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析。这一阶段的科学成果，将为月球基地的选址提供月 面环境、地形、月岩的化学与物理性质等数据。具体的科学目标是：
着陆区地貌与地质构造调查和综合研究；
月表物质成分和可利用资源调查；
月球内部结构研究；
日—地—月空间环境监测；
月基光学天文观测。
从此，我国可获得自有的月球地质、资源图，中国的五星红旗将骄傲地留在月面上，我国将成为世界一个重磅级月球国家。月球采样返回阶段中国将在2020年前，发射可以自动返回地球的月球采样机器人，它将在月面搜集月壤和岩石，带回地球后供科学家开展深入的科学研究和资源利用评估，为下一步载人登月选址提供数据。具体的科学目标为：
进行着陆区的探测与研究；
采集月球样品并返回地面，对返回样品进行系统的岩石学、矿物学同位素地质和地球化学的分析与研究，结合月面物质成分的分析数据，深化对月球和地月系统的起源与演化的认识。
探月三部曲实际就是三期工程，它们绝不是凭空想象的。一期工程“绕月探测”历经10年反复论证，已经通过了国家的立项，目前正在实施。
那么，中国正在紧锣密鼓实施的绕月探测工程有什么特点呢?
绕月探测工程总指挥栾恩杰说得特别直白。第一，既然我国开展月球探测比美苏晚许多年，所以我们的起点就要高。我们必须超越苏美早期的近旁飞越探测和硬着陆探测阶段，直接进入绕月探测。探测的项目还要瞄准现在国际上正在进行或打算进行的项目。第二，既然是中国的探月，就要有点中国的特色。国外跳芭蕾舞，我们就舞龙舞狮子，总之干国外没有做过的事，有新创意，有新贡献。
为此，中国绕月探测工程锁定了多项工程目标和科学目标：
在工程目标方面，通过绕月探测工程，我国将在现有并且成熟的航天技术基础之上，研制和发射月球探测器，突破地月飞行技术、远距离航天测控和通信技术、环月飞行技术、月球遥感技术等，最终利用现有条件并通过适应性改造，建成我国月球探测航天工程的初步系统。 在科学目标方面，绕月探测工程锁定了四项目标：
第一个目标是为月球“画像”，即通过多种手段绘制全月面的三维立体影像图。就像开车要有交通图，打仗要有地形图一样，我们必须有自己的月面资料，必须先给月球画一幅“肖像”。绕月探测工程月球应用科学首席科学家欧阳自远院士曾动情地表示：“杨利伟升空后，许多人都问什么时候我们中国人能登上月球，我也想啊，但我们现在连一张属于自己的‘全月图’都没有，载人登月谈何容易。”
国外对月球已经绘制过不少平面图，但绘制的三维立体图不多。1994年和1998年美国“画”过两次，但没有画全。它绘制了从月球赤道到南北纬70°区域的三维图，但没能绘制更高纬度区域的清晰月图。另外，一张全月图是由许多局部地区遥感图拼接成的，美国的月图拼接处有缝隙，很多地方没画上。
嫦娥1号可以拍照到南北纬75°，比美国的拍照范围多5°。中国科学家想了一个好办法，利用一个耗能极小的激光高度计，配合CCD立体相机来拍摄月球的三维立体图像。激光高度计在月球上空向月面发射激光，用激光来测量照射点的高度。欧阳自远院士曾用自己的手掌打过一个比方：如果在手掌上测量一万个点，每个点的高度都测得很精细，当把这些高低不同的点集合起来时，很快就能绘出这个手掌的立体图。用同样的道理，可以绘制月球的三维立体图。有了月图，就能精细划分月球表面的基本构造和地貌单元，为日后中国月面着陆探测器在月球上软着陆选址和建设月球基地优选位置提供基础资料。
第二个目标是探测分析月球表面14种元素的资源量和分布情况，掌握一些“月宫宝藏”的信息。美国1998年发射的月球探测器，详细研究了铁、钛、铀、钍、钾共5种元素的全球分布情况。嫦娥1号将探测14种比较有价值的元素，分别是镁、锰、铝、硅、钙、钠、钛、氧、铁、钾、铬，还有放射性的钍、铀及稀土元素镧等。我们探测这些有用元素的资源量和分布情况，就是要看看在月球表面有多少对人类有用的元素，特别是钛、铁等，富集区在哪里。嫦娥l号探测的14种元素中，有9种国外未公布过详细的探测数据。
第三个目标就是探测月球土壤的特征与厚度。目前国外还没有对月球土壤厚度进行过大面积的测量。如果测出全月球月壤的特征与厚度，就可以进一步估算月球氦-3的资源量。第四个目标是探测地月空间环境。嫦娥1号在奔月过程中，还可以顺便看看路上的“风景”，在距离地球4万到40万千米的区域可探测太阳宇宙线高能粒子和太阳风等离子体，对太阳风开展研究。月球处于地球磁场空间的远磁尾区域，因此嫦娥1号还可研究地球磁场磁尾与月球的相互作用。嫦娥1号在飞向月球的数天时间里，将飞一路测一路，看一看太阳风和地球磁场的情况，随时向地球报告观测的结果。所有这些探测和研究活动，对于中国来说都是首次，是我国继近地空间环境探测之后，迈向深空探测的第一步。
中国在加紧探月一期工程——绕月探测工程的工程研制之时，第二、三期工程的论证也走人了正轨。
2004年初，月球探测第二、三期工程论证工作，在国家中长期科技规划重大专项论证组主持下紧锣密鼓地展开。由著名航天控制专家屠善澄院士任组长的月球探测工程(二、三期)重大专项论证组，根据重大专项应与经济社会发展相结合，与国家安全相结合，与可持续发展相结合的原则和突出重点、有所为有所不为的方针，在二、三期工程的内在意义、外延作用、可实现性以及是否具有中国特色与优势，是否符合世界发展趋势等方面，充分听取了各方意见，仅听取70多个部门推荐专家的意见，就历时整整一个月。最后，论证组慎重地向国家建议：“将月球探测工程(二、三期)重大专项列入国家中长期科学和技术发展规划，是必要的、可行的。”2006年2月9日，国务院正式发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，探月工程(二、三期)作为我国科技发展的重中之重，被确定为国家中长期科技发展的16个重大专项工程之一。
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