而真正意义上的探月构想是在1994年提出的。
1994年，欧阳自远向“863计划”专家组递交一份正式的探月科研报告，并得到认同。但此后，围绕“探月有没有必要，是否可行？上月球干什么？做哪几件事情？”等问题，科学家们又反复论证了10年。
经过论证之后，专家们制定了探月20年大规划，也就是“绕、落、回”三个阶段，在2020年前后完成：
第一阶段为“绕”，即发射我国第一颗月球探测卫星，突破至地外天体的飞行技术，实现首次绕月飞行。
第二阶段为“落”，即发射月球软着陆器，并携带月球巡视勘察器（俗称月球车），在着陆器落区附近进行就位探测。
第三阶段为“回”，即发射月球采样返回器，软着陆在月球表面特定区域，并分析采样，然后将月球样品带回地球，在地面上对样品进行详细研究。
2004年1月23日，阳光明媚。时任国务院总理的温家宝在一份厚厚的报告上签字，国家正式批准了中国探月计划的实施方案。同年2月，中国月球探测一期工程正式立项启动。
2004年2月13日，国防科学工业委员会秘书长兼国家航天局副局长孙来燕，向世人庄重公布，中国月球探测计划已经进入实施阶段：三年内，一颗属于中国的卫星将绕月飞行；6年内，中国的月球车将在月面软着陆，展开巡视探测；2020年之前，中国研制的机器人将把月壤样品采回地球……
中国探月工程的领导机构由总指挥栾恩杰、总设计师孙家栋和首席科学家欧阳自远组成。栾恩杰是国家航天局局长，担任过中国载人航天的副总指挥、航空航天工业部总工程师；孙家栋是中科院院士、“两弹一星”元勋；欧阳自远是中科院院士、第三世界科学院院士、国际宇航科学院院士、中国科学家协会荣誉会长。
从脸朝黄土背朝天的泥腿子，变成中国探月工程遥测系统的领军人物，吴伟仁明白自己所拥有的一切不是靠求谁求来的，而是靠自己奋斗得来的。这正如中国探月工程一样，要想“嫦娥”成功奔月，只有自己努力才可能鲜花匝道。
幻想中的神奇如火如荼。
期待中的谜底尽善尽美。
随着吴伟仁对空间遥测技术的研究，他对月球探索的愿望越来越强烈，童年对月亮的谜团也在渐次打开。
举头望月，我们在赞叹月亮如玉清辉的同时，也会看到，其实这块“玉”是有瑕的。
宇宙的创造力太奢侈，又有着书之不尽的魔幻主义。虽然人类探测月球的历史已有几十年，但对月球的了解却微乎其微。月球存在着太多未解之谜：起源之谜、年龄之谜、空心球体之谜……
自己成为中国探月工程团队的一员，吴伟仁心潮澎湃：月亮啊，等着吧，在不久的将来，由我这样的中国人亲自揭开月球神秘面纱的时刻便会到来！
月球揭秘，中国人在前进。
“嫦娥一号”奔月，三年成功。
三年，我们能破解隔绝了人世的烟火，沉浸在自己幽独蟾宫里的嫦娥的秘密吗？
对一个人来说，三年可以从呱呱坠地的婴孩变成口齿清楚的儿童，可以从懵懂无知的少年成长为人生目标明确的青年。
三年用功，便会一飞冲天！三年懈怠，则虚度光阴。
“嫦娥一号”这三年划分为三个部分：
头一年叫启动年，任务是把所有原理都要搞清楚，把原理的样机都要做出来，从无到有。
第二年是攻关年、攻坚年。“嫦娥一号”所有技术难题都必须在这一年里解决。
第三年是决战年，研制出产品来，要做到各个系统无缝对接，并成功绕月。
航天是一项高风险事业，探月尤其如此。
面对无直接经验可循的这项伟大事业，我国的月球探测工程该怎么起步？遵循什么原则？确立什么目标？……一系列重大问题摆在决策者和工程组织者的面前。
从无到有，很多关键技术与部件都得自己设计、自己创造。
实践证明，没谁愿意将自己的看家本事轻易授人。人与人之间若此，国与国之间也若此。
“嫦娥一号”不仅要自力更生实现成功绕月，而且要超过世界先进国家之前所发射的绕月卫星所取得的成绩。
“嫦娥一号”在绕月探测行动中，将要实现四大科学目标：为月球绘制一张全面的立体三维图、分析月球表面的有用元素、测量月壤的厚度、勘测地球与月球之间的空间环境。
中国探月晚了美国、前苏联几十年，之前，尽管有前苏联、美国等科技大国多次探测过月球，但月面立体图做得仍不全，空白甚多，未知甚多。因而“嫦娥一号”要做一个完整的全月立体影像图，填补世界空白。
“嫦娥一号”绕月卫星工程是由绕月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成的。
绕月卫星，即“嫦娥一号”星体，由中国空间技术研究院负责研制，选用“东方红三号”卫星平台，设计寿命一年。
运载火箭，由中国运载火箭技术研究院负责研制，选用“长征三号甲”火箭。
发射场系统，由西昌卫星发射中心负责建设，或改建既有的发射工位。
测控系统，由西安卫星测控中心和总装测通所负责建设，以我国现有的3频段航天测控网为主，辅以甚长基线干涉（VLBI）天文测量系统组成。
地面应用系统，由中科院空间科学与应用研究中心负责研制和建设，由数据接收、运行管理、数据预处理、数据管理、科学应用与研究五个分系统组成。
“嫦娥一号”绕月工程的每一个大系统都很复杂，科学要求高，技术含量大，尤其是星体本身系统。
