負責嫦娥六號首次月背「挖寶」的是由香港理工大學製造的「表取採樣執行裝置」。這是繼3年多前「嫦娥五號」升空後，這件「港產神器」再為中國國家探月工程執行重要任務。理大鍾士元爵士精密工程教授容啟亮指，採樣器旁的兩個近攝相機也是香港理工大學製造，可以利用視像導航帶領採樣器進行勘探。
嫦娥六號是中國迄今最重的太空探測器，重量約為8噸，由軌道器、返回器、著陸器和上升器組成。探測器由63台機構分系統、119個火工裝置、655台儀器設備組成，堪稱人類歷史上最複雜的無人探測器。
嫦娥六號任務由發射入軌段、地月轉移段、近月制動段、環月飛行段、著陸下降段、月面工作段、月面上升段、交會對接與樣品轉移段、環月等待段、月地轉移段和再入回收段等11個飛行階段組成。
為了在月背獲取預期樣本，嫦娥六號配置一系列表取、鑽取、封裝等裝置。採樣封裝系統需要適應月面高溫、月面風化層，還需要在著陸姿態、月面地形和月面地質等不可預知的複雜工作環境下，準確完成多達逾2000個動作的採樣封裝任務。表取裝置由表取機械臂、採樣器、微小相機（遠攝相機、近攝像機）和壓緊釋放機構等組成，集成了鏟挖納抓等多種功能。
嫦娥六號還攜帶一枚上海交通大學為巴基斯坦開發的3U立方星，也叫「思源一號」，以探測月球表面水冰存在過的痕跡。小衛星將在嫦娥六號進入環月軌道後分離。這是嫦娥系列月球探測器首次攜帶並在月球軌道釋放小衛星。
