Chang'E-4 ha portato sulla Luna molti importanti strumenti: diverse apparecchiature fotografiche, un piccolo rover che esplorerà l'area di atterraggio, uno spettrometro per lo studio della composizione chimica delle rocce, un piccolo trapano per la l'analisi di suolo lunare. A bordo del lander, anche un sistema per condurre semplici studi radioastronomici a bassa frequenza dalla superficie lunare: uno studio particolarmente intrigante, perché sulla Terra un simile "ascolto" del cielo è limitato dai "rumori" radio prodotti dall'uomo.
Dalla sonda si aspettano importanti informazioni sulla possibile presenza di ghiaccio sotto la superficie lunare grazie all'uso di uno strumento sviluppato nei laboratori dell'università di Kiel (Germania), il Lunar Lander Neutron & Dosimetry (LND). Il lander trasporta anche una mini biosfera terrestre - al cui progetto hanno partecipato ben 28 università cinesi - che contiene una soluzione nutritiva, acqua, aria, semi e uova di bachi da seta: all'interno, un'apposita telecamera testimonierà l'evoluzione del micromondo.
Con un altro esperimento, inviando onde radar sotto alla superficie, si tenterà di misurare lo spessore della regolite - lo strato granuloso e polveroso che ricopre il suolo roccioso.
Tutte le informazioni raccolte verranno inviate a Terra sfruttando un ponte radio con una sonda precedentemente inviata in orbita lunare. Se tutto andrà per il meglio è possibile che entro la fine dell'anno la Cina possa inviare una nuova missione sulla Luna per portare a Terra campioni di suolo.
