Космический аппарат массой около 8 200 кг будет запущен на ракете Long March 5 с космодрома Вэнчан на побережье Китая. Посадочный модуль опустится в южной части кратера Аполлон в Бассейн Южный полюс — Эйткен (South Pole–Aitken basin), — гигантском древнем ударном кратере, где возможно открыт доступ к образцам с глубоких слоёв Луны.
В ходе миссии Китай планирует сбор 2000 грамм материала как с поверхности Луны, так и с более глубоких слоёв при помощи бура.
В случае успеха миссия позволит учёным проанализировать образцы из мантии Луны. Это может дать представление как о составе этой, пока что мало разведанной части Луны, так и о процессе эволюции Луны. Также изучение образцов обогатит знания о составе Луны, её вулканизме, летучих веществах и истории Солнечной системы.
Детали, опубликованные Лабораторией глубокого космического исследования (DSEL) Китая ранее в этом году, показывают, что миссия продлится 53 дня. Миссия Chang’e-5, первая китайская миссия по взятию образцов с Луны, заняла 22 дня с момента запуска до доставки образцов на Землю, что свидетельствует о большей сложности новой миссии. Chang’e-5 была запущена в 2020 году и собрала 1731 грамм материала с поверхности Океана Процилларум на ближней стороне Луны.
Одна из причин повышенной сложности новой миссии связана с необходимостью разработки ретрансляционного спутника Queqiao-2. Ретрансляция необходима, так как обратная сторона Луны никогда не обращается к Земле и это делает невозможной прямую связь.
Первый спутник Queqiao обеспечивал связь в миссии Chang’e-4 в 2019 году. Эта миссия стала первой в мире мягкой посадкой на обратную сторону Луны. Для обеспечения связью миссии Chang’e-6, новая версия — Queqiao-2 будет находиться на удалённой орбите (DRO), в отличие от более стабильной орбиты вокруг точки Лагранжа между Землёй и Луной, где располагался Queqiao-1.
Также в миссии Chang’e-6 будут отправлены на Луну международные полезные нагрузки. Так, Франция предоставит прибор Detection of Outgassing RadoN (DORN), который будет обнаруживать выход газа радона из лунной коры.