Misijos tikslas – Pietų ašigalio – Aitkeno baseinas, kuriame bendromis Indijos ir NASA pastangomis anksčiau identifikuotas vandens egzistavimas paviršinėse uolienose.
Vienas iš „Chang'e 4“ misijos tikslų – ištirti, ar paviršinį vandenį įmanoma pasiekti ir ar jį būtų galima naudoti ateities kolonistų poreikiams. Jei misija bus sėkminga, tai bus pirmas nutūpimas tolimojoje Mėnulio pusėje.
Ten esantis zondas neturės galimybės bendrauti su Žeme tiesiogiai, todėl birželį Kinija ketina į Mėnulio orbitą nuskraidinti ryšių palydovą, skirtą komunikacijai su „Chang'e 4“ ir kitais paviršiniais zondais.
„Chang'e 4“ be tyrimų prietaisų taip pat gabens ir neįprastą krovinį – uždarą talpyklą su bulvėmis, vairenio sėklomis ir šilkverpių kiaušinėliais. Tikimasi, kad vabzdžiai išsiris ir gamins anglies dvideginį, o bulvės ir vaireniai sudygs ir gamins deguonį – taip būtų sukurta nesudėtinga ekosistema. Taip bus išbandyta, ar žemiški organizmai gali augti šešis kartus mažesnės gravitacijos sąlygomis ir kokį poveikį tokios sąlygos jiems turi.
Ankstesni bandymai TKS parodė, kad mikrogravitacija gali turėti neigiamą poveikį, tačiau Mėnulio gravitacijos sąlygomis bandymų atlikta kol kas nebuvo.