2024年6月25日14時07分，嫦娥六號返回器準確著陸于內蒙古四子王旗預定區域，工作正常，標志著探月工程嫦娥六號任務取得圓滿成功，實現世界首次月球背面采樣返回。

13時20分許，北京航天飛行控制中心通過地面測控站向嫦娥六號軌道器和返回器組合體注入高精度導航參數。此后，軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000公里處正常解鎖分離，軌道器按計劃完成軌道規避機動。

13時41分許，嫦娥六號返回器在距地面高度約120公里處，以接近第二宇宙速度（約為11.2千米/秒）高速在大西洋上空第一次進入地球大氣層，實施初次氣動減速。下降至預定高度后，返回器在印度洋上空向上跳出大氣層，到達最高點后開始滑行下降。之后，返回器再次進入大氣層，實施二次氣動減速。在降至距地面約20公里高度時，返回器轉入開傘姿態。約10公里高度時，返回器打開降落傘，完成最后減速并保持姿態穩定，隨后準確在預定區域平穩著陸。負責搜索回收任務的發射場與回收系統技術人員，根據北京中心通報的落點位置信息，規劃行動路徑，開展返回器搜索，及時發現目標，確認返回器狀態正常，有序開展回收工作。

按計劃，回收后的嫦娥六號返回器在完成必要的地面處理工作后，將空運至北京開艙，取出樣品容器及搭載物。國家航天局將擇機舉行交接儀式，正式向地面應用系統移交月球樣品，后續開展樣品儲存、分析和研究相關工作。

嫦娥六號探測器于5月3日在中國文昌航天發射場發射升空并進入地月轉移軌道。探測器經過軌道修正、近月制動，順利進入環月軌道飛行。此后，探測器經歷著陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體的分離，在鵲橋二號中繼星支持下，著陸器和上升器組合體實施環月降軌及動力下降，于6月2日精準著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選區域并開展采樣工作。6月4日，上升器點火起飛、精準入軌，于6日完成與軌道器和返回器組合體之間的交會對接及樣品轉移，此后按計劃與軌道器和返回器組合體分離并受控落月。此后，軌道器和返回器組合體經歷了13天環月等待，此后在完成2次月地轉移入射、1次軌道修正后，返回器于6月25日與軌道器分離并攜帶月背樣品重返地球。

鵲橋二號中繼星在圓滿完成嫦娥六號任務后，將擇機開展科學探測任務，其攜帶的極紫外相機、陣列中性原子成像儀和地月甚長基線干涉測量(VLBI)試驗系統，將收集來自月球和深空的科學數據。