北京时间12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接，并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中。这是我国首次实现月球轨道交会对接。
12时35分，嫦娥五号轨道器和返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，准备择机返回地球。
据介绍，从嫦娥五号上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器和返回器组合体逐步靠近上升器，以抱爪的方式捕获上升器，完成交会对接。
专家表示，此次交会对接是在距离地球38万公里之外的月球轨道实施，受制于月地返回窗口、热控、能源等约束，必须在规定时间内完成。要精确预测两个航天器在月球轨道上飞行的位置和速度，达到交会对接所需的精度，对地面测控系统和导航控制技术都提出了很高要求。进入交会对接过程的近程自主控制阶段，只能由航天器上的制导导航与控制系统智能自主完成，技术难度很大。