在中國探月工程中，中國科學院為攻克工程一系列技術難關所采用的新技術、新工藝、新材料、新方法，帶動了相關領域的科技進步，取得了一大批具有重大科學與應用價值的成果，推動了我國空間科學、空間技術、空間應用的發展，產生了顯著的經濟社會效益，為保障我國空間安全和戰略利益作出了重要貢獻。

   在探月工程中，中科院主要負責科學目標制定，地面應用系統、衛星（探測器）系統有效載荷分系統、測控系統甚長基線干涉測量（VLBI）分系統的研制、建設和任務執行，工程配套載荷和關鍵重要部件研制，組織科學數據應用研究等六大任務。圓滿完成嫦娥一號、二號、三號工程研制和科學探測任務，突破地月數傳鏈路、地月VLBI測定軌、有效載荷、科學探測數據處理方法等關鍵技術，取得了在國際上首次獲取全月面亮溫及其分布規律、發現嫦娥三號著陸區一種新的巖石類型并重構了月球雨海區地質演化歷史等一系列重大原創成果，為探月工程作出了突出貢獻。

   在嫦娥四號任務實施過程中，中科院作為工程三大核心部門之一承擔了大量任務。地面應用系統由國家天文臺承擔，負責數據接收、處理和牽頭科學應用，著陸器和巡視器上有效載荷絕大部分由中科院院屬單位承研。其中，測控系統中的VLBI測軌任務由上海天文臺牽頭承擔；上海硅酸鹽研究所、上海有機化學研究所、化學研究所、大連化學物理研究所、金屬研究所、合肥物質科學研究院等研發的20多種關鍵材料應用于運載火箭、嫦娥四號巡視器和著陸器關鍵部件，保障了嫦娥四號著陸區選擇和安全著陸。

   2020年12月17日1時59分，嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸，標志著我國首次地外天體采樣返回任務圓滿完成。隨后，重達1731克的嫦娥五號樣品移交中科院。2021年10月19日，中科院發布嫦娥五號月球科研樣品最新研究成果�！�