1月3日10时26分，嫦娥四号探测器成功降落在月球背面东经177.6度、南纬 45.5 度附近的预选着陆区，并通过「鹊桥」中继星传回世界第一张近距离拍摄的月球背面影像。此次任务达成人类探测器首次月球背面软着陆，以及首次月球背面与地球的中继通信等记录。
10时15分，透过科技人员在北京航天飞行控制中心发出的指令，嫦娥四号探测器从距离月球表面15公里处开始实施动力下降，启动其7500N可变推力发动机，逐步将探测器的速度从相对月球每秒1.7公里降到零。在距离6至8公里处调整姿态接近月球；抵达在距月球表面100公尺处先行悬停，实施障碍物和坡度识别并自主避障；在选定相对平坦区域后，开始缓速垂直下降。约690秒后，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
降落过程中，嫦娥四号探测器拍摄多张着陆区域影像，并在降落后依人员控制，通过「鹊桥」中继星的中继通信链路，进行太阳板和定向天线展开等工作，建立定向天线高速链路。11时40分着陆器监视C相机所获取的月球背面影像传回地面。图中显示巡视器即将驶离着陆器、驶向月背的方向。
嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成，配置有8具任务酬载，其中着陆器上安装有地形地貌相机，降落相机，低频射电频谱仪以及与德国合作的月表中子及辐射剂量探测仪等4具任务酬载；巡视器上则安装有全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪和与瑞典合作的中性原子探测仪。这些仪器将在月球背面通过就位和巡视探测，实施低频射电天文观测与研究，巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构研究，并进行月球背面中子辐射剂量测量、中性原子等月球环境研究。此外，着陆器还搭载有月表生物科普试验酬载。
后续，嫦娥四号探测器将通过「鹊桥」中继星的中继通信链路，在地面控制下，进行设备工作模式调整，并择机实施着陆器与巡视器分离。
