和嫦娥五号任务相同，执行月背采样任务，嫦娥六号也要进行“钻取”和“表取”两种采样方式。

钻取采样装置设计长度为2.5米，由特殊的硬质合金制成，一共有三层结构，最外层是可以旋转钻进的外钻杆。紧靠外钻杆的是取芯管。取芯管的外面包裹着一条长长的袋子，叫取芯袋。当钻头向下钻进时，取芯袋也会跟随着取芯管向下运动，而钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内，这个过程有点像“穿袜子”。取样后的取芯袋以缠绕的方式，存放在钻取初级密封装置上。

表取采样是借由机械臂完成的，机械臂的伸展长度达到了3.7米，可以在120度的范围内实施月面采样，并且能连续多次采样。

机械臂携带了一个“末端采样器”，一头的采样器兼具了挖取、铲挖、抓取三种功能：对于颗粒细小的月壤可直接挖取，对于较小的石块则可以铲挖，此外，它还可以抓取更大尺寸的石块。另一头的采样器则能对一些相对坚硬的目标进行浅钻，并通过花瓣结构进行样本提取。“表取”采样来的样品，会被放置在表取初级密封装置中，取样工作结束后，表取初级密封装置就会从着陆器上被提取出来，放置在上升器顶部的密封封装装置中，进行封装。