12月10日21點20分，嫦娥三號探測器成功實施變軌控制，順利進入預定的月面著陸準備軌道，經過4天在軌運行后，嫦娥三號將從高度約15公里的近月點開始動力下降。

　　此次軌道機動是在月球背面實施的，這意味著探測器進行變軌動作時地面技術人員無法進行實時遙測遙控。18點整，北京航天飛行控制中心向嫦娥三號注入調姿和變軌參數。20點37分，嫦娥三號進入月球背面區域。21點20分，嫦娥三號發動機成功點火，開始實施變軌控制。21點24分，嫦娥三號重新回到月球正面，根據地面測控站監視數據分析判斷，嫦娥三號已由距月面平均高度約100公里的環月軌道，成功進入近月點高度約15公里、遠月點高度約100公里的橢圓軌道。

　　至此，嫦娥三號已順利通過軌道修正、減速制動和繞月變軌3次“大考”，即將進行此次任務中最關鍵的“落月”環節。

　　此前，6日17點53分，嫦娥三號探測器成功實施近月制動并取得圓滿成功，順利進入距月面平均高度100公里的環月圓軌道。

　　近月制動是嫦娥三號飛行過程中一次關鍵的軌道控制，當探測器飛臨月球附近時，其相對速度高于月球逃逸速度，如果不能有效減速制動，探測器將飛離月球；而如果減速過大，探測器則將撞向月球。

　　與嫦娥一號、二號任務分步實施近月制動不同，此次近月制動使用新研制的7500牛變推力發動機，采用一次制動達到目標軌道的控制策略，任務風險和難度更大，對探測器的控制系統和推進系統都提出了更高要求。

　　據悉，嫦娥三號第二次軌道修正時第一次在軌使用了7500牛發動機，雖然只點火運行了短短的10秒鐘，但技術人員獲得了發動機的基礎參數，并對其推力實現了精準標定。近月制動則通過6分鐘的長時間開機，考核了發動機的可靠性和穩定性。不同于前兩次點火均使用恒定的最大推力，在隨后的動力下降過程中，7500牛發動機將實現從7500牛到1500牛的變推力工作，能否快速響應推力變化，在各個工況下穩定工作，且性能滿足要求將成為此次任務對7500牛變推力發動機的最大挑戰。

　　此外，嫦娥三號之所以要進行8天的繞月飛行，再擇機實施動力下降和月面軟著陸，主要是落月的時間及地點要求決定的。首先，由于在環月的過程中月球也在自轉，為了使嫦娥三號準確落在虹灣區域，探測器必須運行到和月球合適的相對位置才能開始下降。其次，落月時間必須要在月球白天的上午，這樣才能在中午月球高溫到來前完成巡視器（月球車）與著陸器的分離。不僅如此，在環月過程中，探測器會周期性地運行到陽照區和陰影區，嫦娥三號必須在陽照區進行充電，地面飛控人員也需要檢查飛行器的健康狀況，確保其工作狀態穩定后，才能發出落月指令。