Sonda jest stabilizowana trójosiowo.
Instrumenty naukowe stereoskopowa kamera CCD o rozdzielczości 10 m z wysokości 100 km. wysokościomierz laserowy o dokładności pomiarów wysokości terenu wynoszącej 5 m i częstotliwości pomiarów 5 Hz spektrometr obrazujący spektrometr promieniowania gamma i rentgenowskiego radiometr mikrofalowy detektor wysokoenergetycznych cząstek promieniowania słonecznego detektor jonów o niskiej energii
Przebieg misji Na orbicie Księżyca Sonda została wyniesiona 1 października 2010 o 10:59:57 UTC z kosmodromu Xichang, w prowincji Syczuan, przy użyciu rakiety nośnej Chang Zheng 3C, bezpośrednio na orbitę transferową (200 × 380 000 km) w kierunku Księżyca. Dzięki zmianie, w porównaniu do misji Chang’e 1, planu lotu, czas od startu do wejścia na wstępną orbitę wokółksiężycową został skrócony z około 12 dni do 112 h, a sonda zaoszczędziła znaczną ilość paliwa.
6 października o 03:06 UTC Chang’e 2 rozpoczął trwający 33 min manewr, po którym wszedł na wstępną eliptyczną orbitę okołoksiężycową o okresie obiegu 12 h. Okołobiegunowa (o nachyleniu 90° w stosunku do płaszczyzny równika Księżyca) orbita robocza była początkowo odległa od powierzchni o 100 km. W dalszej części misji orbita sondy została obniżona do wysokości 15 × 100 km.