經過約38萬公里、26天的漫長飛行，2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內，實現人類探測器首次月背軟著陸。11時40分，嫦娥四號著陸器獲取了月背影像圖并傳回地面。這是人類探測器在月球背面拍攝的第一張圖片。

嫦娥四號著陸區地形起伏達6000米，是太陽系中已知最大的撞擊坑之一，被認為對研究月球和太陽系早期歷史具有重要價值。落月后，通過“鵲橋”中繼星的“牽線搭橋”，嫦娥四號探測器進行了太陽翼和定向天線展開等多項工作，建立了定向天線高碼速率鏈路，實現了月背和地面穩定通信的“小目標”。?

嫦娥四號原本是嫦娥三號的備份。在嫦娥三號圓滿完成任務后，嫦娥四號被賦予了新的擔當——實現人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察。科研人員通過精心設計與研制，使嫦娥四號“脫胎換骨”，成為與嫦娥三號不同的全新航天器。

嫦娥四號任務的科學目標都是在月球背面完成的，包括實現月基低頻射電天文觀測，月球背面巡視區形貌、月球背面巡視區淺層結構探測等。因為沒有別的探測器到過月球背面，所以不論是探地形還是探月壤成分，應該都是人類第一次獲得的一手數據。嫦娥四號將任務的工程目標鎖定在兩個“首次”：人類首次實現月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實現地月L2點中繼星對地對月的測控、數據傳輸中繼。?

月球背面對于不少科學研究來說具有天然的優勢。月背非常“干凈”，可屏蔽地球無線電干擾。嫦娥四號的主著陸區為月球背面靠近南極一個叫馮·卡門撞擊坑的地方，這里著陸區面積比虹灣地區小了許多，因為月球背面山峰林立，大坑套小坑，很難找出再大一些、平坦一些的地方，供嫦娥四號安身。嫦娥四號著陸器在凸凹不平的地方軟著陸，需要具有比嫦娥三號更準確地著陸精度。?

不論人類的探測器飛到多遠，都需要深空測控通信系統作為聯絡的“紐帶”。由于深空任務周期長、通信時延大、信號微弱等原因，使深空測控通信實現起來更為困難，無論對星上設備還是對地面設備等都帶來了新挑戰。對于落在月球背面、沒有任何通信信號的嫦娥四號來說，通信顯得難上加難。它無法像嫦娥三號那樣直接和地球上的“親人們”取得聯系，“飛鴿傳書”的任務就落到“鵲橋”中繼衛星的肩上。通過早先發射并成功架設在地月拉格朗日L2點的中繼衛星，實施與地面的通信信號“接力”，嫦娥四號才得以與地球保持聯絡。