“今年，中国探月三期工程将采用新研制的长征五号运载火箭，在新建的海南发射场，发射全新的嫦娥五号探测器。”在刚刚结束的2017年全球航天探索大会上，中国航天科技集团总工程师、探月三期工程副总设计师孙为钢披露了我国探月三期工程的总体方案，其中首次公开了嫦娥五号的飞行方案——
由长征五号火箭直接将8吨多的嫦娥五号探测器送入地月转移轨道。
探测器与运载火箭分离后，经地月转移飞行和轨道修正，在近月点实施制动，进入环月圆轨道。
环月期间，探测器一分为二，分为着陆上升组合体与轨返组合体，其中轨返组合体继续环月飞行，而着陆上升组合体经变轨和动力下降飞行，在月面预定区域软着陆。
着陆上升组合体着陆后完成月面样品采集、封装，随后上升器从着陆上升组合体中分离，月面点火起飞进入交会对接轨道。
轨返组合体与上升器完成交会对接后，将月球样品从上升器转移至返回器内，轨返组合体再与上升器分离。
轨返组合体进入月地转移轨道，在距地球一定高度处返回器从轨返组合体中分离。
返回器采用半弹道跳跃再入方式进入大气层，并最终落至地面着陆场。
孙为钢说，为降低工程风险，探月三期工程于2014年10月成功进行了一次跳跃式再入返回飞行试验，验证了半弹道跳跃式再入的气动、热防护、再入GNC等技术，获取了有效的试验数据。
中国探月工程分三期实施：一期包括嫦娥一号、二号，完成绕月探测；二期包括嫦娥三号、四号，完成月球软着陆和自动巡视勘察；三期包括嫦娥五号、六号，完成自动采样返回。这三期任务简称“绕、落、回” 。
今年要开展的嫦娥五号任务是探月三期“回”的任务执行者，其任务目标之一是实现月面无人采样返回。根据设计，嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器4个器组成，发射时呈四器串联构型。
孙为钢介绍，探月三期工程采用了一个复杂的工程方案。孙为钢解释：“如果再把运载能力和探测器扩大些，并增加生命保障系统，提高产品的安全性和可靠性，我们就具备了载人登月的能力！”