第五，嫦娥二号所携带的CCD立体相机完全改成另一种新类型的立体照相机，它与嫦娥一号每次从三个角度拍摄不同，每次分为前视和后视两个角度。这台新型立体相机的空间分辨率，在飞行高度为100千米条件下，由嫦娥一号时期的120米左右提高到小于10米，在飞行高度为15千米时，空间分辨率为1米左右。其他探测设备也将有所改进，所探测到的有关月球的数据将更加翔实。
欧阳自远说，嫦娥二号拍到了全月球影像图，实现了全月球影像的“无缝”镶嵌。嫦娥二号全月球数字影像图在空间分辨率、影像质量、数据一致性和完整性、镶嵌精度等方面优于国际同类全月球数字产品，是目前最高水平的全月球数字影像图。全月球影像图真正做出来比足球场还要大。欧阳自远估计，这项成果在四五年内都是没有办法被超越的。通过嫦娥二号拍回来的照片，可以看出月球伤痕累累，到处都是坑洞，甚至还有新鲜的坑洞，这应该是最近小行星砸在月球上造成的。这些新的坑迹，被冠以中国科学家们的名字，诸如“毕昇撞击坑”“蔡伦撞击坑”“张钰哲撞击坑”等。
第六，嫦娥二号的有效载荷配置比嫦娥一号少一项，即不采用干涉成像光谱仪探测月球表面的矿物成分。嫦娥二号的主要科学目标是对月球着陆区和其他重点区域进行精细测绘、立体成像，其他科学探测总体上将延续嫦娥一号科学目标，对月球表面元素分布、月壤厚度、近月空间环境等做更进一步的科学探测。这些更高空间分辨率的探测数据可以与嫦娥一号的探测数据进行互相校核，进一步改进月球遥感数据的定量反演算法和模型。
第七，嫦娥二号将验证100千米×15千米轨道机动与快速测定轨技术。测试将飞行轨道由100千米圆轨道调整为远月点100千米、近月点15千米的椭圆轨道的能力，因为嫦娥三号将会在月球表面软着陆。它首先会飞到15千米的高度，然后再降落，这相当于在部分演练嫦娥三号的飞行轨道。
第八，根据嫦娥三号工程的要求，为提高测控精度，除S频段外新增了X频段的测控。嫦娥二号飞行测控将首次验证我国新建的X频段深空测控体制。相比嫦娥一号使用的S频段测控，X频段无线电传输信号频率更高，远距离测控通信效果更好，我国深空测控通信能力将扩展到地球—火星距离。
在其中，嫦娥二号最为重要的工作之一，就是要利用自己的精密设备以及先进技术拍摄出嫦娥三号将要登陆月球的着陆点的高清图像。为了保障嫦娥三号的成功，对这些图像的要求也非常之高，分辨率要达到1米左右，提供出精确的落点的地形地貌。这些照片都是卫星飞至15千米高度时拍摄的，而每次掠过虹湾时的拍照时间只有61秒钟。由于清晰度的标准提高，也就意味着下传数据量的增加，地面系统接收数据的能力也从每秒3兆提高到12兆。
嫦娥二号发布虹湾局部影像图，标志着其工程任务的圆满完成。嫦娥三号除了从15千米高度开始下降的软着陆技术之外的所有关键技术均得以成功预演。
总之，嫦娥二号作为探月二期工程的先导星，进行了一系列技术改进。嫦娥二号从发射到第一次近月制动所经历的时间由12天缩短为5天，环月轨道高度由200千米降低为100千米，CCD相机像元分辨率由120米提高到10米，激光高度计测量月面高程由每秒1次提高到每秒5次。嫦娥二号卫星将获得月面着陆区地形地貌的精细探测数据，并试验和验证嫦娥三号的关键技术。嫦娥二号发挥了承前启后、持续发展的先导作用，为嫦娥三号的实施成功奠定科学和技术基础。