Se on Kuuta 100 kilometrin korkeudella kiertävä luotain mutta testaa myös pehmeän laskeutumisen tekniikoita. [5][6] Avaruusluotain on kopio Chang’e 1 -luotaimesta, mutta esimerkiksi sen kamera on tarkempi (1 metrin resoluutio).
Chang’e 2 -ohjelma on maksanut 134 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria. Luotain laukaistiin matkaan 1. lokakuuta 2010 Kiinan kansallispäivänä. Laukaisu televisioitiin valtion omistamalta CCTV-televisiokanavalta.[4]
Kuuluotain saapui Kuun kiertoradalle 9. lokakuuta 2010.[7] Se lensi 100 km:n korkeudella – myöhemmin rata laski 15 km:n korkeuteen. Luotaimen ottamista kuvista koottiin korkean resoluution kartta Kuun pinnasta.[8] Kiinan uutistoimisto Xinhuan mukaan luotaimen keräämistä tiedoista saatu kartta on tähän mennessä tarkin saatu Kuun kartta.[9]
Kun luotain oli saanut pääasiallisen tehtävänsä hoidettua, sen toimintaa päätettiin jatkaa uudella tehtävällä. 9. kesäkuuta 2011 luotain poistui Kuuta kiertävältä radalta ja suuntasi kohti Maan ja AuringonLagrangen pistettä L2 1,5 miljoonan kilometrin päässä. Luotain saapui L2-pisteeseen 25. elokuuta 2011 ja lähti sieltä 15. huhtikuuta 2012. Luotain ohitti Maan lähelle tuleviin asteroideihin kuuluvan Toutatiksen 13. joulukuuta 2012 etäisyyden ollessa vähimmillään noin 800 metriä asteroidin pinnasta. Tämän jälkeen luotain jatkoi matkaansa avaruudessa.[10][11]