Le programme devrait se dérouler en trois phases :
Phase 1
Le 24 octobre 2007, le satellite d'observation, Chang'e 1 est lancé du centre de lancement de satellites de XiChang par une fusée Longue Marche 3A. Il a pour objectif de cartographier et modéliser en trois dimensions certaines régions de la Lune.
Un deuxième satellite d'observation, Chang'e 2, devrait être lancé en octobre 2010.
Phase 2
En 2013, il est prévu que le véhicule automatique Chang'e 3 soit envoyé. Il pourra se déplacer autour de son point d'atterrissage et étudier le terrain. La particularité de cet atterrissage est qu'il est prévu de s'effectuer en « douceur », à l'aide de rétro-fusées, tout comme les modules lunaire (LEM) du Programme Apollo.
Phase 3
En 2017, la phase trois sera lancée, elle sera de loin la plus complexe. Cette fois un retour d'échantillon sur Terre est prévu. Ces derniers auront au préalable été analysés pour ne retourner que les plus intéressants. Après cela l'arrivée d'astronautes chinois sur la Lune vers 2025-2030 est envisageable.