負責搭載「嫦娥」升空的長征三號乙改進型火箭，直徑3米多，高56.4米，相當於20多層樓高，起飛重量426噸。它比發射載人飛船「神舟」系列的長征二號火箭更短、更輕，是將航天器發射至高軌道的主力火箭。

1996年失敗後20多次報捷

長三乙1996年2月15日首次發射時曾失利，起飛約兩秒後傾斜翻轉，撞到1200米外的山坡爆炸，造成6死57人受傷。經過一年整改後，長三乙後來的20多次發射全部成功。

今次發射中，長三乙改進型火箭首次採用了雙激光慣組加衛星導航修正複合制導方式，確保火箭精確入軌。

新華社引述探月工程火箭系統總設計師姜傑說，雙激光慣組是一個內測裝置，猶如人的小腦，藉助陀螺等敏感器判斷火箭飛行姿態，並用數碼化方程式計算如何校正；萬一該裝置出現誤差，火箭還會接受衛星導航修正訊號，「這相當於給嫦娥三號精確入軌加了個『雙保險』。」