Миссия зонда «Чанъэ-6» заключалась в заборе образцов грунта на обратной стороне Луны. Благодаря полученному грунту учёные надеются больше узнать о поверхности на обратной стороне, которая значительно отличается от коры на видимой стороне.
Миссия длилась почти два месяца. 3 мая к Луне была запущена ракета «Чанчжэн-5». Со 2 по 3 июня, после успешной посадки на поверхность Луны, лунная станция проводила сбор грунта и других научных данных.
4 июня взлетный модуль «Чанъэ-6», оснащённый образцами грунта, взлетел с обратной стороны Луны. Затем, 6 июня, он в автоматическом режиме состыковался со служебным модулем станции. После этого контейнер с грунтом был перемещён в капсулу на борту служебного модуля.
Далее аппарат покинул окололунную орбиту и направился к Земле. На последнем этапе модуль сбросил в атмосферу капсулу, успешно приземлившуюся на территории Внутренней Монголии на севере Китая.