Tàu thăm dò mặt trăng SELENE được phóng lên bởi một trong số các tên lửa H-2A của chương trình từ bệ phóng tại một hòn đảo xa xôi ngoài khơi Nhật Bản có tên Tanegashima.
Các thước phim được quay trực tiếp và phát trên Internet cho thấy tên lửa được phóng lên về phía đông nam trong điều kiện thời tiết có nhiều sương mù. Cơ quan Thăm dò Vũ trụ Nhật Bản cho biết các động cơ và hệ thống lái tự động của tàu đã hoạt động tốt.
Việc phóng con tàu có trị giá 279 triệu USD này đã được tiến hành chậm 4 năm so với dự kiến ban đầu. Nhật Bản đã từng phóng một tàu thăm dò Mặt trăng vào năm 1990 nhưng đó chỉ là lần bay ngang qua chứ không giống như nhiệm vụ của SELENE là quay quanh quỹ đạo mặt trăng trong vòng một năm.
Theo Cơ quan Hàng không Vũ trụ Nhật, dự án tàu SELENE là chương trình thám hiểm Mặt trăng lớn nhất kể từ chương trình tàu Apollo của Mỹ về cả phạm vi lẫn tham vọng với mục đích vượt lên trên các chương trình thám hiểm trước đó của Liên Xô (cũ) và Mỹ.
Con tàu này sẽ bay quanh quỹ đạo mặt trăng và cách bề mặt hành tinh này 60 km, hai vệ tinh nhỏ ngay sau đó cũng sẽ được triển khai để quay quanh các vùng địa cực. Các nhà nghiên cứu sẽ sử dụng những dữ liệu do chúng thu thập được để nghiên cứu sự hình thành và phát triển của hành tinh này.