２０２０年前，我國月球探測工程以無人探測為主，分三個實施階段。

“繞”：２００４年～２００７年（一期），研制和發射我國首顆月球探測衛星，實施繞月探測。這一階段主要任務是研制和發射月球探測衛星，突破繞月探測關鍵技術，對月球地形地幔、部分元素及物質成分、月壤特性、地月空間環境等進行全球性、整體性與綜合性的探測，并初步建立我國月球探測航天工程系統。

“落”：２０１３年前后（二期），進行首次月球軟著陸和自動巡視勘測。主要任務是突破月球軟著陸、月面巡視勘察、深空測控通訊與遙控操作、深空探測運載火箭發射等關鍵技術，研制和發射月球軟著陸探測器和巡視探測器，實現月球軟著陸和巡視探測，對著陸區地形地貌、地質構造和物質成分等進行探測，并開展月基天文觀測。

“回”：２０２０年前（三期），進行首次月球樣品自動取樣返回探測。主要任務是突破采樣返回探測器小型采樣返回艙、月表鉆巖機、月表采樣器、機器人操作臂等技術；在現場分析取樣的基礎上，采集關鍵性樣品返回地球，進行試驗室分析研究；深化對地月系統的起源與演化的認識。

在“繞”“落”“回”均成功實現以后，我們才能進行下一步的人登上月球的計劃。