大陸央視新聞用戶端3日報導，中國大陸國家航天局指出，嫦娥六號探測器3日17時27分，由長征五號遙八運載火箭在中國文昌航太發射場成功發射，之後準確進入地月轉移軌道，發射任務取得圓滿成功。嫦娥六號探測器開啟世界首次月球背面採樣返回之旅，預選著陸和採樣區為月球背面南極-艾特肯盆地。
長征五號遙八運載火箭飛行約37分鐘後，器箭分離，將嫦娥六號探測器直接送入近地點高度200公里，遠地點高度約38萬公里的預定地月轉移軌道。
嫦娥六號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成。後續，在地面測控和鵲橋二號中繼星支持下，嫦娥六號探測器將歷經地月轉移、近月制動、環月飛行、著陸下降、月面軟著陸等過程，在月球背面預選區域採集月表岩石和月壤樣品，同時開展科學探測。
完成採樣封裝後，上升器將在月面起飛，隨後開展月球軌道交會對接並將樣品轉移至返回器；返回器將經歷月地轉移、接近第二宇宙速度再入地球等過程，最終攜帶珍貴的月球樣品返回地球。
據指出，嫦娥六號任務發射至採樣返回全過程約53天，任務周期長，工程創新多，風險高，難度大，每個階段環環相扣。相比2020年實現月球正面採樣返回的嫦娥五號任務，嫦娥六號任務需在鵲橋二號中繼星的支持下，實施首次月球背面採樣返回，突破月球逆行軌道設計與控制、月背智慧快速採樣、月背起飛上升等關鍵技術。
同時，嫦娥六號任務將開展月球背面著陸區的現場調查分析，月球樣品實驗室分析研究等科學探測，深化月球成因和演化歷史的研究。
此外，嫦娥六號任務開展了務實國際合作。2019年4月，國家航天局對外發布了《嫦娥六號任務國際載荷合作機遇公告》，透過對兩批次國際載荷搭載專案建議的徵集、遴選，最終確定了歐洲太空總署月表負離子分析儀、法國月球氡氣探測儀、義大利雷射角反射器、巴基斯坦立方星等4個國際搭載項目。
其中，歐洲太空總署月表負離子分析儀將對月球表面負離子進行探測，研究等離子體和月面的相互作用機制；法國月球氡氣探測儀旨在對月球表面氡氣同位素開展原位探測，研究揮發物在月球環境下傳輸和擴散機制；義大利雷射角反射器計畫利用在月球背面的定位，與其他月球探測任務開展聯合測距與定位研究；巴基斯坦立方星將開展在軌成像任務，驗證納衛星月球軌道探測技術。
5月3日，大陸國家航天局在海口召開嫦娥六號國際載荷研討會。來自巴基斯坦、法國、義大利等12個國家航太機構、駐中使館以及聯合國、歐洲太空總署等國際組織約50名國際友人齊聚海南共商合作並見證嫦娥六號任務發射。
長征五號運載火箭是中國首型芯級直徑5米的新一代大推力運載火箭，總長約57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，近地軌道運載能力可達25噸級，地球同步軌道運載能力可達14噸級，2016年完成首飛。
由於地月相對位置不斷變化，為確保火箭準時發射，型號團隊應用「窄視窗多軌道」發射技術，為火箭在連續兩天、每天50分鐘的視窗內，共計設計了10條奔月軌道，以提高實施發射概率和可靠性。同時，研製團隊持續優化發射場流程，由發射嫦娥五號時的近60天縮減到43天。這是長征系列運載火箭第519次發射。
探月工程由大陸國家航天局牽頭組織實施。此次嫦娥六號任務中，工程總體由大陸國家航天局探月與航太工程中心承擔；探測器、運載火箭分別由中國航太科技集團有限公司太空技術研究院、運載火箭技術研究院抓總研製；發射測控與回收工作，由中國文昌航太發射場、北京航太飛行控制中心、西安衛星測控中心、遠望號測量船、酒泉衛星發射中心等單位協同完成；地面應用系統由中國科學院為主承擔。