为实现在月球的软着陆，必须使探测器与月面的相对速度降为几米每秒的量级，然后再通过着陆缓冲装置吸收着陆冲击，以确保着陆后各类仪器设备不被摔坏，顺利完成后续的探测任务。
探测器在着陆前的飞行过程与绕月探测任务类似，经历发射轨道、地月转移轨道等过程。而着陆过程则别具特点。从目前人类已经实现的着陆探测来看，着陆轨道方式主要可分为两类：从地月转移轨道直接着陆和从环月轨道着陆。
从地月转移轨道直接着陆
从地月转移轨道直接着陆，是指探测器在向月球的飞行过程中沿一条与月球相交的轨迹飞行；当到达距月球一定距离时，开始制动过程，降低相对月球的速度，并最终降落在月面。美国早期的“勘测者号”系列着陆探测器和苏联早期的“月球9号”就采用了这种着陆轨道。以“勘测者号”为例，着陆过程为：
在发射后约66小时探测器接近月球时，从地面测控站发出指令，调整探测器的姿态，使其制动发动机的推力器与速度矢量共线。电视摄像机向地面传送着陆区附近的影像。当探测器与月球相对速度为2745米/秒、测高仪信号指示距月球约96千米时，固体主制动发动机点火，探测器开始减速。在距月球12.2千米高度时，制动火箭关闭，8秒后与探测器分离。在这个高度上，探测器覆盖足够多的月球表面，可以可靠地接收来自多普勒速度计和测高仪的控制信号。这些信号被飞行控制电路处理后，用于控制3个小推力发动机在适当的高度和速度时开关机。探测器继续下降，直到距月面4.27米时发动机关闭。此时纵向和横向相对速度都很小，航天器自由下落在月表，整个过程如图6-1所示。
这样的着陆方式，从发射到着陆所经历的时间较短，过程较简单。但着陆过程过载比较大，没有调整着陆点的余地，因此着陆精度较差。
图6-1探测器从地月转移轨道直接着陆月球示意。图中数字编号说明如下：1－发射；2－运载火箭助推段；3－入轨并分离；4－初始测控捕获；5－太阳捕获（正常情况下，发射后不晚于1小时）；6－太阳定向；7－巡航阶段；8－星敏感器捕获和修正（正常情况下，发射后6小时）；9－中途修正（正常情况下，发射后15小时）；10－太阳和星敏感器的重新捕获（中途修正后直接进行）；11－太阳定向；12－预先机动和其他操作（正常情况下触及月面前30分钟）；13－制动火箭段（正常情况下，距月面96千米）；14－游标下降段（正常情况下，最后10.7千米）；15－触及月面；16－和月面的撞击点；17－发射时月球的位置
从环月轨道降轨后再着陆
苏联从“月球16号”探测器开始，采用先环月再着陆的着陆方式。其后，苏联的无人着陆和美国的载人登月均采用了这种方式。在这种方式中，探测器一般都先进入轨道高度约100~200千米的环月轨道（图6-2），然后经变轨降低轨道近月点至15~20千米（图6-3）。从这个近月点开始动力下降过程。在动力下降过程中还需利用着陆测高仪和测速仪来测量探测器相对月面的高度与速度，以控制探测器的着陆过程。为减少着陆前发动机喷流引起月壤喷溅，一般探测器的发动机会在距月面2~4米高处关闭，探测器自由下落到月面。
图6-2 苏联月球着陆器地月转移飞行示意图
图6-3 苏联月球着陆器环月段飞行示意图
这种着陆方式，有比较充裕的时间在环月轨道进行在轨测试，有利于保证着陆精度，为大多数月球软着陆探测所采用。
“月球17号”是苏联于1970年发射的月球着陆探测器，它携带“月球车1号”，实现了人类历史上第一次月面自动巡视勘察。该探测器的飞行过程为首先进入高度110千米的月球圆轨道。然后进入近月点15.1千米、远月点110千米的椭圆轨道，抛掉4个柱冠形储箱，开始第一次主制动，然后自由下落。至600米高度时，由多普勒速度计和测高仪识别，4个控制发动机点火，在距月面20米时关闭，软着陆发动机在距月面2米高、速度小于2.4米/秒关闭，然后自由下落（图6-4）。
图6-4 苏联月球着陆器最终着陆段飞行示意图
“欧洲月球2000”（EuroMoon2000）软着陆计划：此计划是欧洲空间局在20世纪90年代开始论证的，原计划于2000年发射，后来进行了较大更改。该计划的着陆探测器飞行程序如图6-5所示，其着陆过程见图6-6。
其着陆过程为从50千米高度的环月轨道开始，发动机点火制动，到距月面约1千米高时相对月面的速度降为0，做盘旋运动，选择合适的着陆点后继续下降，最终可实现着陆精度约100米。
图6-5 “欧洲月球2000”着陆探测器飞行程序示意图
图6-6 “欧洲月球2000”探测器着陆过程示意图
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