第二阶段为落月探测，即在2007-2013年研制和发射携带月球车的落月探测器。这一阶段突破了月球软着陆、自动巡视勘察、月夜生存等关键技术，为建立月球基地提供参数。

第三阶段为采样返回探测，即在2013-2017年研制和发射采样返回器到月球表面特定区域软着陆并采样。这一阶段主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术和高精细月球样品分析技术等。

我国绕月探测通过发射嫦娥1号绕月探测器实现。2007年10月24日,我国首个月球探测器——嫦娥1号绕月探测器进入太空，它获取了全月球影像图、月表化学元素分布、月表矿物含量等科学研究成果，填补了我国在月球探测领域的空白。

我国落月探测通过先后发射嫦娥2号、3号、4号探测器来实现，2013年12月2日成功发射的嫦娥3号落月探测器首次实现了我国对地球以外天体的软着陆，我国成为世界上第3个掌握落月探测技术的国家。我国将发射嫦娥4号落月探测器，它有望实现3大壮举：首次实现人类探测器造访月球背面；首次实现人类航天器在地月拉格朗日2点对地月中继通信；为专家提供月球背面空间科学研究平台。

我国月球采样返回探测是通过发射嫦娥5号试验器、嫦娥5号、嫦娥6号来实现的，现已发射了嫦娥5号试验器。

“十三五”期间，我国将完成载人航天、探月工程、北斗导航等重大专项；推动航天方面的立法工作。2025年前后，将全面建成国家民用空间基础设施。