所谓变轨，顾名思义就是改变飞行器在太空中的运行轨道。受运载火箭发射能力的局限，卫星往往不能直接由火箭送入最终运行的空间轨道，而是要在一个椭圆轨道上先行过渡。在地面跟踪测控网的跟踪测控下，选择合适时机向卫星上的发动机发出点火指令，通过一定的推力改变卫星的运行速度，达到改变卫星运行轨道的目的。
变轨是一项非常尖端的测控技术，对卫星轨道的测量、发动机点火时间的计算以及遥控技术均提出了很高的要求。
第一次变轨：
2007年10月25日17时55分，北京航天飞行控制中心按照预定计划，向在太空飞行的嫦娥一号卫星发出变轨指令，对其实施远地点变轨。变轨之前，嫦娥一号卫星在近地点200公里、远地点51000公里的大椭圆轨道上运行，这是它的轨道当中距离地球最近的一个，随着“嫦娥女儿”的成熟，它开始逐渐走出“地球母亲”的视野。
在变轨指令发出130秒后，第一次变轨成功，之后它的轨道的近地点从200公里抬高到了600公里左右，而远地点保持51000公里不变。
这次变轨表明，嫦娥一号卫星推进系统工作正常，也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。
中国空间技术研究院研究员庞之浩告诉记者，嫦娥一号的第二次变轨将在它围绕16小时周期的椭圆轨道运行一圈半以后，也就是在2007年10月26日18时左右进行。第二次变轨是近地点变轨，变轨后远地点从51000公里调高到71000公里，而近地点保持600公里不变。
“嫦娥”开始探测工作
尽管嫦娥一号卫星要经过十多天的飞行才能进入工作轨道，但其携带的部分有效载荷（科学探测仪器）已于25日晚7时许进入工作状态。
记者在设于中国科学院国家天文台的地面应用系统处看到，工作人员发出指令，调动嫦娥一号携带的高能粒子探测器和有效载荷数据管理系统开始工作。高能粒子探测器将可以探测地球到月球之间4万公里到40万公里的空间环境状况。分析这些数据对于在空间飞行的卫星和飞船具有重要价值。
嫦娥一号共携带了8种有效载荷。其中，ＣＣＤ立体相机负责为月球“拍照”；干涉成像光谱仪获得有关月表主要物质类型及其分布的信息；激光高度计提供月球地形的高程数据；伽马／Ｘ射线谱仪确定月球表面元素类型和资源分布；微波探测仪测量月壤的亮温温度，计算月壤厚度；太阳风离子探测器探测原始太阳风离子的能谱，包括太阳风的体速度、离子温度等。
嫦娥一号卫星的首次变轨是在远地点进行的。绕月工程测控系统副总设计师董光亮介绍说，按照计划安排，从10月26日开始，卫星还将在近地点实施3次变轨。其中最重要的是最后一次变轨，即10月31日实施的变轨。卫星将在那次变轨后，正式踏上奔月的征程。
第二次变轨：
2007年10月26日17时44分，远望三号船消息，嫦娥一号卫星成功实施第二次变轨。这是卫星的第一次近地点变轨。嫦娥一号卫星第二次变轨后，将进入24小时周期轨道。远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。
第三次变轨：
2007年10月29日18时左右，嫦娥一号卫星第3次变轨成功后，将由24小时轨道转入48小时轨道，远地点高度由7万多公里提高到12万多公里，开创了我国最远航天测控的新纪录。卫星进入这一轨道后，星上搭载的紫外敏感器将择机开始对地球和月球成像。
第四次变轨：
2007年10月31日嫦娥一号卫星进行第四次变轨，踏上奔月行程。第四次近地点变轨将决定着嫦娥一号卫星能否进入月球轨道，也就是通俗意义上所说的嫦娥奔月能否真正实现，那次的变轨非常关键，那次的关键测控是由远望三号完成的。
在经过整整７天的飞行之后，嫦娥一号卫星于３１日实施第四次变轨，也是卫星入轨后的第三次近地点变轨。变轨成功后，卫星将进入地月转移轨道，开始奔月之旅。
