卫星系统主要负责我国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”的研制工作。嫦娥一号卫星选用东方红三号卫星平台、携带激光高度计、CCD立体相机等7种有效载荷。

嫦娥一号卫星是我国第一个月球探测卫星，于2005年年底完成了卫星初样产品的研制和相关试验，2006年10月前完成探月卫星正样产品的设计、研制、总装、测试和各项试验，2007年8月已完成了产品研制，并通过了各项试验考核验证。

嫦娥一号卫星选用东方红三号卫星平台，并进行了适应性改造。其外形与东方红三号卫星相似，卫星本体为一个2.22米×1.72 米×2.2米的六面体，两侧各装有一个大型展开式太阳电池翼，当两侧太阳翼完全展开后，最大跨度可以达到18米，重量为2350千克，设计工作寿命为一年，将运行在距月球表面200千米高的极月圆轨道上。

嫦娥一号由结构与机构，热控制，供配电，制导、导航与控制，推进，数据管理，测控数传，定向天线和有效载荷等9个分系统组成。这些分系统各司其职、协同工作，保证月球探测任务的顺利完成。其中星上有效载荷用于完成对月球的科学探测和试验，其它分系统则为有效载荷的保障系统。嫦娥一号卫星将直接执行月球表面三维影像探测、月表化学元素与物质探测、月壤厚度探测和地月空间环境探测等4项科学任务。

中国的航天器已经到达的距地球最远的距离为7万公里，而月球距地球38万公里，而且月球以及月球与地球和太阳的相对关系非常复杂，所以嫦娥一号卫星与一般的地球卫星有很大不同，在轨道设计、测控、制导导航与控制、热控和数据接收天线研制等方面具有自己的特殊性和关键技术。