Sonda została wyniesiona w kosmos z kosmodromu Xichang w południowo-zachodnich Chinach (prowincja Sichuan) za pomocą trzystopniowej rakiety Long March 3C. Start transmitowała na żywo chińska państwowa telewizja CCTV. 1 października to święto narodowe w Chinach (rocznica wprowadzenia rządów komunistycznych).
Sonda ma badać Księżyc przez co najmniej pół roku. Ma zbliżyć się do powierzchni naszego naturalnego satelity na zaledwie 15 kilometrów. Rozdzielczość zdjęć wykonywanych przez Chang'e-2 będzie wynosić 10 metrów. Chińscy naukowcy planują wykonać za jej pomocą mapy potencjalnych miejsc do lądowania dla kolejnej chińskiej sondy, która ma wystartować w roku 2013. Koszt misji Chang'e-2 to 134 miliony dolarów.
Po zakończeniu działania sondy rozpatrywane są trzy opcje jej dalszego wykorzystania. Jedną z propozycji jest wysłanie sondy daleko od Księżyca, aby zespół kontroli misji mógł w praktyce przećwiczyć operowanie sondą kosmiczną znajdującą się daleko od Ziemi. Innym możliwym rozwiązaniem jest powrót Chang'e-2 na orbitę okołoziemską. Trzecią opcją jest dalsze krążenie wokół Księżyca w celu zbierania danych naukowych i dokonania planowanego uderzenia w powierzchnię Srebrnego Globu.
Poprzednia chińska misja do Księżyca wystartowała w październiku 2007 r. Nosiła nazwę Chang'e-1 (CE-1). Dla porównania rozdzielczość zdjęć z kamer sondy Chang'e-1 była dwanaście razy gorsza niż w przypadku Chang'e-2.
