Tên lửa đẩy Trường Chinh-5 Y8 đã được sử dụng để thực hiện vụ phóng này. Đây là sứ mệnh phóng thứ 2 trong chương trình thám hiểm Mặt Trăng do tên lửa đẩy Trường Chinh-5 thực hiện.
Tàu thăm dò Hằng Nga-6 sẽ được tên lửa đưa lên quỹ đạo chuyển giao giữa Trái Đất và Mặt Trăng để thực hiện sứ mệnh lấy mẫu vật từ vùng tối của Mặt Trăng và đem trở về Trái Đất. Đây là lần đầu tiên con người thực hiện sứ mệnh này trong lịch sử thám hiểm Mặt Trăng.
Theo nhà khoa học Ngô Vĩ Nhân, Trưởng nhóm thiết kế chương trình thám hiểm Mặt Trăng của Trung Quốc, hiện nay con người có rất ít hiểu biết về vùng tối của Mặt Trăng. Nếu Hằng Nga-6 hoàn thành sứ mệnh, các nhà khoa học sẽ có được những vật chứng trực tiếp đầu tiên để hiểu hơn về môi trường và cấu tạo vật chất của khu vực này, những hiểu biết có vai trò cực kỳ quan trọng.
Tàu vũ trụ Hằng Nga- 6 là một tổ hợp gồm tàu quỹ đạo, thiết bị hạ cánh, thiết bị bay lên và thiết bị trở về. Sau khi lên đến Mặt Trăng, thiết bị hạ cánh sẽ giúp tàu “đáp êm” xuống vùng tối. Trong vòng 48 giờ sau hạ cánh, một cánh tay robot sẽ bung ra để thu thập đá và đất từ bề mặt của Mặt Trăng đồng thời 1 mũi khoan cũng được khoan xuống bề mặt hành tinh này đất trước khi bắt đầu công tác phân tích khoa học. Sau khi các mẫu vật được đưa vào thùng chứa và niêm phong, thiết bị cất cánh sẽ đưa thùng từ Mặt Trăng trở lại ghép nối với tàu quỹ đạo, từ đó thiết bị trở về sẽ đưa các mẫu vật này về Trái Đất, dự kiến đáp xuống vùng Tự trị Nội Mông. Theo Cơ quan Vũ trụ quốc gia Trung Quốc, toàn bộ quá trình này được tính toán thực hiện trong 53 ngày.
Trước đó, sứ mệnh Hằng Nga-5 đã mang về cho Trung Quốc 1.731 gram vật chất từ Mặt Trăng.
