嫦娥四号任务之一也将对撞击坑下方的结构进行雷达探测，为这些地貌的形成提供解释。嫦娥四号将深度绘制冯·卡门撞击坑地下结构，同时结合撞击坑规模、月壤厚度等数据，提出一个着陆区地层剖面信息。之后，嫦娥四号将通过5月份发射的中国“鹊桥”号通信中继卫星与位于中国、阿根廷和纳米比亚的地面站进行联系，传递无线电信号，同时发回电视图像。嫦娥四号任务将有助于了解月球背面月海玄武岩的组成、艾特肯盆地整体结构、成分异常之谜、月壤演化等问题。

作为中国探月工程实现最终月球采样返回之前承前启后的关键一步，“嫦娥四号”实现人类探测器首次在月球背面软着陆的实际意义要远大于象征意义。它不远万里，突破重重险阻来到月之暗面，必然要走走看看，有一番作为。接下来，它将不负重托，利用携带的荷兰研制的低频射电探测仪聆听遥远宇宙的声音；利用德国研制的月表中子与辐射剂量探测仪，“勘探” 深埋月下的“矿藏”；还将利用瑞典研制的中性原子探测仪，测量太阳风粒子在月表的作用。此外，“嫦娥四号” 还搭载有一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”，在荒凉月表上培育唯一的生命。

这些通过国际合作的形式，以技术指标先进性、科学目标创新性为原则，面向全球征集产生的科学载荷，不仅体现了各国在相关领域的技术优势，还凸显了我国探月工程开放合作的理念。

2019年新年伊始，中国探月工程实现开门红——1月3日10时26分，经过约38万公里、26天的漫长飞行后，中国嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面，实现人类探测器首次月背软着陆。登陆月球背面意味着无法与地球进行直接无线电联系。在月球背面的冯·卡门撞击坑着陆后，嫦娥四号月球探测器将通过2018年5月份发射的中国“鹊桥”号通信中继卫星与位于中国、阿根廷和纳米比亚的地面站进行联系。它将传递无线电信号，同时发回视频图像。由着陆器和月球车组成的嫦娥四号将探测那里是否存在水资源，拍摄照片，并进行辐射测量。它还将利用望远镜进行天文观测，以验证如下理论：鉴于月球背面远离地球电离层，它将得到不受干扰的图像。

2019年5月16日，中国科学院国家天文台宣布，由该台研究员李春来领导的研究团队利用嫦娥四号探测数据，证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质。国际学术期刊《自然》（Nature）在线发布了这一重大发现。

2019年1月3日，嫦娥四号探测器着陆在月球背面预选着陆区冯卡门坑内。早期研究结果表明其表面被后续喷发的玄武岩所填充，那么这些不同于玄武岩的深部物质，又是如何分布在着陆区域内的？

中科院国家天文台和仪器研制单位中科院上海技术物理所组成的研究团队通过对光谱数据的分析发现，嫦娥四号着陆区月壤光谱的吸收特征与月球正面月海玄武岩质月壤光谱的吸收特征存在着显著差异，展现出低钙辉石的光谱特征，并暗示有大量橄榄石的存在。进一步的分析证实，嫦娥四号着陆区月壤物质中橄榄石相对含量最高，低钙辉石次之，仅含有很少量的高钙辉石。这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。

对覆盖着陆区域的高分辨率遥感图像数据和高光谱数据的分析结果显示，着陆器和月球车位于玄武岩“平原”的撞击溅射物上，这些溅射物来自东北方向的芬森撞击坑。嫦娥四号红外成像光谱仪分析到的对象，正是芬森撞击坑挖掘、抛射到冯·卡门撞击坑表面的月幔物质。