嫦娥一号卫星 选用东方红三号卫星平台，并进行了适应性改造。其外形与东方红三号卫星相似，卫星本体为一个2.22米×1.72米×2.2米的六面体，两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米，重量为2350千克，设计工作寿命为一年，将运行在距月球表面200千米高的极月圆轨道上(如图)。
据介绍，嫦娥一号卫星由9个分系统组成。嫦娥一号卫星将直接执行月球表面三维影像探测、月表化学元素与物质探测、月壤厚度探测和地月空间环境探测等4项科学任务。其中，卫星上的微波探测系统将负责探测月壤厚度；X射线谱仪将负责测量月球表面元素的种类和丰富程度；而星敏感器承担对地、对星、对太阳的跟踪；干涉成像光谱仪、CCD相机和激光高度计探头共同承担月球表面三维影像探测任务；太阳风离子探测器负责探测地月空间环境。
专家介绍，我国的航天器已经到达的距地球最远的距离为7万公里，而月球距地球38万公里，而且月球以及月球与地球和太阳的相对关系非常复杂，所以嫦娥一号卫星与一般的地球卫星有很大不同，在轨道设计、测控、制导导航与控制、热控和数据接收天线研制等方面具有自己的特殊性和关键技术。