Theo kênh truyền hình CCTV của Trung Quốc, tàu vũ trụ Thường Nga 5 đã cất cánh khỏi Mặt Trăng vào lúc 23h10' ngày 3/12 theo giờ Trung Quốc (22h10' cùng ngày theo giờ Việt Nam).
Tàu Thường Nga 5 được tên lửa Trường Chinh 5 đưa lên vũ trụ ngày 24/11 sau 4 lần trì hoãn kể từ năm 2017. Tàu thám hiểm này của Trung Quốc có nhiệm vụ khảo sát bề mặt Mặt Trăng trong 2 ngày và thu thập khoảng 2kg mẫu đất đá trước khi quay trở về. Để thực hiện sứ mệnh này, tàu được trang bị camera để khảo sát bãi đáp và khu vực lấy mẫu, một máy đo phổ hồng ngoại để phát hiện thành phần vật chất của khu vực lấy mẫu và thiết bị thăm dò cấu trúc dưới bề mặt. Thường Nga 5 có tổng cộng 4 mô đun, gồm một tàu quỹ đạo (Orbiter), một tàu đổ bộ mang theo các dụng cụ chuyên dụng để thu thập mẫu vật (Lander), một tàu lấy mẫu vật (Ascender) và một tàu chứa nhỏ để mang các mẫu vật thu được về trái đất an toàn (Returner).
Sau khi tàu Thường Nga 5 vào quỹ đạo Mặt Trăng, tàu quỹ đạo và tàu chứa tách ra và ở lại quỹ đạo trong khi tàu đổ bộ và tàu lấy mẫu vật đáp xuống bề mặt Mặt Trăng. Khi nhiệm vụ thu thập hoàn thành và các mẫu vật được chuyển vào khoang của tàu lấy mẫu vật, tàu lấy mẫu vật đã rời tàu đổ bộ, cất cánh khỏi bề mặt Mặt Trăng và dự kiến kết nối với tàu quỹ đạo và chuyển mẫu vật lên tàu chứa trước khi trở về Trái Đất.
Nếu hành trình trở về Trái Đất thành công, Trung Quốc sẽ trở thành quốc gia thứ ba thu thập được mẫu vật từ Mặt Trăng, sau Mỹ thực hiện sứ mệnh này vào những năm 1960 và Liên Xô trước đây thực hiện vào những năm 1970.
Theo Tân Hoa Xã, sứ mệnh của tàu Thường Nga là một trong những sứ mệnh phức tạp và thử thách nhất trong lịch sử ngành hàng không vũ trụ Trung Quốc.