嫦娥五號返回器在長達23天的任務中，進行地月轉移、近月制動、環月飛行、月面起飛、月軌交會對接等一系列動作，完成中國航天史上首次地外天體採樣返回。

無人駕駛下在月球採樣，嫦娥五號經歷解決了不少難關才平安完成任務。

首先是回程，返回器面對超高速進入大氣層，劇烈摩擦產生高溫，返回器有可能中途已被燒成灰燼，嫦娥五號要安全順利返回地球要解決速度與溫度的問題。在減速方面，返回器由月球返程速度接近每秒11.2公里，返回器採用半彈道跳躍式再入返回，如在太空中「打水漂」，借助空氣摩擦產生的阻力減速，整個過程環環相扣。返回器在距離地面高度約120公里處時，再進行氣動減速，下降至預定高度後，返回器向上跳出大氣層，到達最高點後開始滑行下降到達地面。至於高溫熱量急升問題亦是返回過程的大難題，因為再入的速度提高一倍，再入熱量將提高近9倍。設計團隊設計了一件「防熱衣」，由33種新研材料中篩選7種防熱材料，以3D技術將防熱衣分區域包住返回器，有效解決再入大氣前及之後的高溫難題。

今次嫦娥五號飛越近80萬公里往返月球，成功帶了2公斤月球岩石樣本返回，專家稱以採樣2公斤為目標去設計探測器，探測器重量已經達到8.2噸。如果要增加樣品的數量，整個探測器很多指標都會增長，尤其是負重，亦會超過火箭的運載能力。嫦娥五號完成任務後，中國探月工程下一目標希望2030年前在月球南極建設科研基地。