在探月工程二期任务中,承担巡视器移动、结构与机构、测控数传、电源分系统以及着陆器一次电源分系统任务。2013年嫦娥三号任务实现了我国首次月面软着陆及巡视勘探任务;2019年嫦娥四号任务实现了人类首次月球背面软着陆及勘察任务。
在探月工程三期任务中,承担了轨道器总体及其10个分系统研制任务。2020年嫦娥五号任务实现了我国首次月球样品自动采样返回,上海航天技术研究院研制的轨道器主要负责探测器系统地月往返运输、各器分离释放以及月球轨道交会对接与样品转移,最终实现无人月球采样返回任务,为任务圆满成功发挥重要作用。