嫦娥五号在月球正面风暴洋西北部吕姆克山脉附近区域着陆后，通过钻取采样和表取采样两种方式，成功采集了约2千克的月球样品。其中钻取采样深度达到2米，获取了月球表面以下的深层土壤和岩石，这些样品能够反映月球更早期的地质演化信息。采样过程中，嫦娥五号使用机械臂和钻取装置，在月球微重力环境下成了样品的采集、封装和转移，整个过程精准高效。
在成采样后，嫦娥五号上升器从月球表面点火起飞，与轨道器/返回器组合体在月球轨道进行月球轨道人交会对接，这是中国首次在月球轨道实现航天器的人交会对接技术。通过这一关键步骤，月球样品被成功转移至返回器中。随后，返回器携带样品历经约23天的地月转移、近月制动、月地转移和再入返回等复杂过程，最终在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆。
嫦娥五号任务的成功实施，不仅实现了中国航天器首次在地外天体采样返回，更突破了一系列关键技术，包括月球表面自动采样封装、月球轨道人交会对接、月球样品转移、月地高速再入返回等，为中国后续深空探测任务奠定了坚实基础。这些月球样品的研究将有助于人类深化对月球形成与演化历史的认识，推动月球科学研究的发展。