有效载荷分系统
有效载荷分系统是CE-2任务卫星系统的重要组成部分，CE-2任务共配置了7种科学探测仪器和1套有效载荷数管系统，包括：CCD立体相机、激光高度计、γ射线谱仪、X射线谱仪、微波探测仪、高能粒子探测器、太阳风离子探测器、有效载荷数管系统。在轨测试阶段，CCD相机和激光高度计共同完成获取分辨率优于10m的月球表面三维影像数据；γ射线谱仪和X射线谱仪共同完成分析月球表面元素含量和物质类型的分布特点的探测任务；微波探测仪完成月壤特性的探测任务；高能粒子探测器和太阳风离子探测器完成地月与近月空间环境的探测任务。有效载荷数管系统将完成科学探测数据的采集、存储处理任务，完成有效载荷的在轨管理。
1、 CCD立体相机
CE-2任务CCD立体相机由中科院西光所负责研制，是一台新研制的高分辨率相机，用于获取月球表面及二期工程备选着陆区的高分辨率图像。CCD立体相机在轨工作模式同CE-1卫星，采用自推扫工作模式，在环月正飞阶段，当高度角满足要求时才能开机工作，在其他阶段处于关机状态。
由于CCD立体相机采用了时间延迟积分TDI-CCD器件，要求图像运动速度与电子潜像运动速度同步，为保证成像质量，需进行速高比补偿，实施方案有两种，分别是：地面行频注入和激光高度计辅助计算。
CE-2任务CCD立体相机由中科院西光所负责研制，是一台新研制的高分辨率相机，用于获取月球表面及二期工程备选着陆区的高分辨率图像。CCD立体相机在轨工作模式同CE-1卫星，采用自推扫工作模式，在环月正飞阶段，当高度角满足要求时才能开机工作，在其他阶段处于关机状态。
由于CCD立体相机采用了时间延迟积分TDI-CCD器件，要求图像运动速度与电子潜像运动速度同步，为保证成像质量，需进行速高比补偿，实施方案有两种，分别是：地面行频注入和激光高度计辅助计算。
2、 激光高度计
CE-2任务激光高度计由中科院上海技物所负责研制，用于对全月、重点是月球南北极及着陆区域进行较为详细的三维地形测量。在环月轨道高度为100km时，激光高度计最高重复频率由CE-1的1Hz扩展至5Hz，提高月面高程测量的空间分辨率。
激光高度计工作原理是从卫星上发射一束大功率的窄脉冲激光到月球表面，并接收表面后向散射的激光信号，通过测量激光往返延迟时间来计算卫星到月表的距离。
CE-2任务激光高度计由中科院上海技物所负责研制，用于对全月、重点是月球南北极及着陆区域进行较为详细的三维地形测量。在环月轨道高度为100km时，激光高度计最高重复频率由CE-1的1Hz扩展至5Hz，提高月面高程测量的空间分辨率。
激光高度计工作原理是从卫星上发射一束大功率的窄脉冲激光到月球表面，并接收表面后向散射的激光信号，通过测量激光往返延迟时间来计算卫星到月表的距离。
3、 γ射线谱仪
CE-2任务γ射线谱仪由中科院紫金山天文台负责研制，γ射线谱仪的功能是测量月表物质的γ射线，探测有用元素的含量和分布。在CE-1基础上，CE-2任务的γ射线谱仪更换了主探测晶体，提高了探测灵敏度。
月球表面的物质在宇宙线作用下会发出γ射线，有的元素本身就带有放射性，当月球表面的γ射线进入γ射线谱仪后，经过闪烁体、光电倍增管、电子学电路的处理转化为数字信号，数字信号的大小代表γ射线的能量。γ射线谱仪就是通过探测γ射线的能量和通量来确定元素的种类和含量。
CE-2任务γ射线谱仪由中科院紫金山天文台负责研制，γ射线谱仪的功能是测量月表物质的γ射线，探测有用元素的含量和分布。在CE-1基础上，CE-2任务的γ射线谱仪更换了主探测晶体，提高了探测灵敏度。
月球表面的物质在宇宙线作用下会发出γ射线，有的元素本身就带有放射性，当月球表面的γ射线进入γ射线谱仪后，经过闪烁体、光电倍增管、电子学电路的处理转化为数字信号，数字信号的大小代表γ射线的能量。γ射线谱仪就是通过探测γ射线的能量和通量来确定元素的种类和含量。
4、X射线谱仪
CE-2任务X射线谱仪由中科院高能所负责研制，X射线谱仪的功能是测量月表物质的荧光X射线谱，探测有用元素的含量和分布。与CE-1任务相比，CE-2任务的X射线谱仪没有技术状态变化，但增加了在轨定标试验，通过在轨定标提高探测结果的准确性。
CE-2任务X射线谱仪由中科院高能所负责研制，X射线谱仪的功能是测量月表物质的荧光X射线谱，探测有用元素的含量和分布。与CE-1任务相比，CE-2任务的X射线谱仪没有技术状态变化，但增加了在轨定标试验，通过在轨定标提高探测结果的准确性。
5、微波探测仪
CE-2任务微波探测仪是由中科院空间中心负责研制，微波探测仪设计完全继承CE-1任务技术状态。主要用于测量不同深度的月壤微波辐射亮温，进而反演月壤厚度的信息。微波探测仪主要是接收月球表层和次表层辐射的多频段微波信号，共设置3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz四个频段。
CE-2任务微波探测仪是由中科院空间中心负责研制，微波探测仪设计完全继承CE-1任务技术状态。主要用于测量不同深度的月壤微波辐射亮温，进而反演月壤厚度的信息。微波探测仪主要是接收月球表层和次表层辐射的多频段微波信号，共设置3.0GHz、7.8GHz、19.35GHz、37GHz四个频段。
6、高能粒子探测器
CE-2任务高能粒子探测器是由中科院空间中心负责研制，完全继承CE-1任务状态。太阳高能粒子探测器探测的主要对象是以不同形式来自太阳的带电粒子，如太阳宇宙线、太阳粒子事件等。通过对不同时间、空间中所获取的带电粒子通量的分析，可以得到粒子的空间分布以及粒子在空间的运动规律等信息。
CE-2任务高能粒子探测器是由中科院空间中心负责研制，完全继承CE-1任务状态。太阳高能粒子探测器探测的主要对象是以不同形式来自太阳的带电粒子，如太阳宇宙线、太阳粒子事件等。通过对不同时间、空间中所获取的带电粒子通量的分析，可以得到粒子的空间分布以及粒子在空间的运动规律等信息。7、太阳风离子探测器
CE-2任务太阳风离子探测器是由中科院空间中心负责研制，完全继承CE-1任务状态。太阳风离子探测器的主要任务是：探测原始太阳风离子的能谱，从中引出太阳风的体速度、离子温度以及数密度。
CE-2任务太阳风离子探测器是由中科院空间中心负责研制，完全继承CE-1任务状态。太阳风离子探测器的主要任务是：探测原始太阳风离子的能谱，从中引出太阳风的体速度、离子温度以及数密度。
8、有效载荷数管系统
有效载荷数管系统由中科院空间中心负责研制，由总线控制器、远置终端、大容量存储器、高速多路复接器和载荷配电器5台设备及配套的软件组成。其中大容量存储器为新研设备，使用FLASH代替CE-1任务中的SDRAM，容量从48 Gbits提高到128Gbits，数据记录速率最高可达256Mbps，采用双机冷备份、重加载和三模冗余技术提高抗单粒子锁定、单粒子翻转能力。高速多路复接器数传码速率由CE-1任务的3Mbps提高到6Mbps，具备12Mbps试验码速率能力。
有效载荷数管系统由中科院空间中心负责研制，由总线控制器、远置终端、大容量存储器、高速多路复接器和载荷配电器5台设备及配套的软件组成。其中大容量存储器为新研设备，使用FLASH代替CE-1任务中的SDRAM，容量从48 Gbits提高到128Gbits，数据记录速率最高可达256Mbps，采用双机冷备份、重加载和三模冗余技术提高抗单粒子锁定、单粒子翻转能力。高速多路复接器数传码速率由CE-1任务的3Mbps提高到6Mbps，具备12Mbps试验码速率能力。