為了成功獲取月球表面數據，嫦娥一號衛星上裝載了8種有效設備: CCD立體相機、激光高度計、Ｘ射線譜儀，γ射線譜儀、干涉成像光譜儀、微波探測儀、高能粒子探測器和太陽風離子探測器。
要獲得立體圖像，通常需要從三個角度拍攝二維圖像，然後根據二維圖像數據重構出三維的立體圖像。而衛星上裝載的CCD立體相機採用了一個廣角物鏡和1024x1024面陣CCD的獨特設計，分別獲取月球表面同一目標星下點視角、前視１７°視角、後視１７°視角三幅二維原始圖像數據。這樣，月面同一目標就在84秒的時間內被CCD立體相機拍攝了三幅照片，即地面目標的前視、正視和後視圖像。而激光高度計則用來測量衛星到星下點月球表面的距離，與衛星軌道參數相結合，可提供處理三維影像所需的參數。與一般的家用數碼相機拍攝所得到的數據不同，CCD立體相機拍攝得到的是以位流數據的形式保存的信息。

"嫦娥一唬"獲取的月表涉成像光譜儀數據

國家航天局公布的中國首次月球探測工程第一幅月面圖像局部三維景觀（新華社）

圖像的處理及壓縮

CCD立體相機拍攝的圖像可分為全色（Panchromatic）圖像和多光譜（Multi-spectral）圖像。全色製成的圖像能感應所有可見光，圖像較真實，解像度較高。多光譜製成的圖像則能捕捉超出可見光範圍的頻率，如人眼無法捕捉的紅外線，圖像的解像度會較低。衛星多以多光譜方式捕捉圖像，因為多光譜圖像是以各個譜段(Spectrum)分別拍攝同一地物，每個譜段得出的圖像會呈現不同程度的灰色，但實際上他們的結構是非常相似的。故此對多光譜圖像進行壓縮的話，壓縮比率會較高。
這些數據從太空上傳下來，經過地面天線接收，並通過專用的光線通訊網絡實時傳送到中國科學院國家天文台。然後還要經過分析處理，進行數據提取，優化，格式轉換，圖像處理和三維重構，最終轉化為三維立體圖像之後才能給人看清楚。
根據繞月探測工程科學家估計，首幅全月面二維平面圖最早可望在2008年12月製作出來，而首幅全月面三維立體圖的製作則需更長的時間。