嫦娥三号任务背负着三大科学使命，即月表形貌与地质构造调查；月表物质成分和可利用资源调查；地球等离子体层探测和月基光学天文观测。
嫦娥三号在国际上首次实现了月基近紫外巡天观测，填补了国际上GALEX卫星巡天在低银纬天区的部分空白，月基光学望远镜也是嫦娥三号上目前唯一仍在正常工作的科学仪器。
月基光学望远镜的另一最大亮点是变星研究上发现的一系列新的天文现象。如：发现一个罕见的处于双星快速物质交流演化过程中的天体，发现一批处于双星慢速物质交流演化过程中的样本，发现一个处于六星系统中的半相接型密近双星，发现密近双星普遍存在于多星系统的可能性等。
嫦娥三号首次发现地球等离子体层边界在磁层亚暴的影响下发生凸起。
我国科学家利用“玉兔”月球车上四台科学仪器的探测数据，在国际上首次揭示月球雨海区的火山演化历史。
玉兔号月球车自重120千克，就像一辆公交车，搭载着20千克重的科学探测仪器，可在月球上3千米范围内连续行走10千米。
月球昼夜温差大，月球表面也并不平坦，有坑、石头、坡等，还有月尘
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