中國探月工程由月球探測衛(wèi)星系統(tǒng)、運載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場系統(tǒng)、測控系統(tǒng)和地面應(yīng)用系統(tǒng)五大系統(tǒng)組成。

月球探測衛(wèi)星系統(tǒng)：由中國空間技術(shù)研究院負責(zé)研制的月球探測衛(wèi)星命名為嫦娥系列衛(wèi)星。即將發(fā)射的嫦娥三號探測器主要由著陸器和巡視器組成。任務(wù)期間，它們主要承擔(dān)月表形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查，月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查，地球等離子體層探測和月基光學(xué)天文觀測等三項任務(wù)。

運載火箭系統(tǒng)：由中國運載火箭技術(shù)研究院負責(zé)研制的運載火箭是把搭載的衛(wèi)星送入預(yù)定軌道的運載工具。嫦娥三號發(fā)射使用長征三號乙改進型火箭，這是我國目前最大推力的運載火箭。

發(fā)射場系統(tǒng)：主要負責(zé)組織指揮火箭的組裝、測試、加注及發(fā)射，同時負責(zé)提供衛(wèi)星的組裝、測試和發(fā)射保障，火箭發(fā)射后的跟蹤測量和控制。負責(zé)發(fā)射的是西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。它是中國三大發(fā)射場之一，也是我國對外開放最早、發(fā)射衛(wèi)星最多的航天發(fā)射場。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心先后成功發(fā)射嫦娥一號、嫦娥二號衛(wèi)星。

測控系統(tǒng)：主要負責(zé)火箭及衛(wèi)星的軌道測量、圖像及遙測監(jiān)視、遙控操作、數(shù)據(jù)注入、飛行控制等。測控系統(tǒng)主要由北京飛行控制中心，喀什、佳木斯等地面測控站和遠望號遠洋航天測量船組成。

地面應(yīng)用系統(tǒng)：由中國科學(xué)院國家天文臺負責(zé)研制和建設(shè)。地面應(yīng)用系統(tǒng)由數(shù)據(jù)接收、運行管理、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)管理、科學(xué)應(yīng)用五個分系統(tǒng)組成。