从月球探测器通过不断加速、脱离地球引力、飞向月球开始，到被月球引力捕获、近月制动为止的轨道段。从地球到月球，消耗能量最小的轨道只有一条。嫦娥一号从这条轨道飞向月球可以节省出更多燃料，用于在进行绕月探测工作时的轨道高度维持，从而使工作寿命达到1年甚至更多。在整个嫦娥一号飞行轨道的设计过程中，地月转移轨道的设计最为特别。因为在以往的人造地球卫星轨道设计中，只需考虑地球对卫星的引力作用，可以使用简单明了的关系式得到卫星的运动方程，即使考虑其他天体的引力作用、高层大气的阻力作用效果，由于这些作用的影响很小，根据多年的工程经验，可以通过一些简化和平均的方法，附加一些微小的调整量就可以解决大部分的轨道设计问题。