首先，玉兔号发现了一种新类型的玄武岩，并且这一玄武岩单元规模巨大。粒子激发X射线谱仪获得了月壤12种元素的准确含量。与阿波罗月海盆地的月壤相比，我们发现嫦娥三号着陆处的月壤铁和钛含量较高，而铝含量较低，在成分上表现出了截然不同之处，说明其下的玄武岩是一种新的类型。此外，这里的月壤中富含钾、锆、钇、铌，表明这种玄武岩混入了10-20%的克里普组分。根据玉兔号的探测结果，该玄武岩可能由富含铁和钛的月幔源区部分熔融形成，然后在上侵过程中受到月壳底部的克里普岩层混杂，最后溢出月表，充填到了雨海盆地。重要的是，雷达探测到这一年轻的玄武岩层的厚度达到195米，这说明直至距今25亿年前，雨海盆地仍有大规模的火山喷发。
其次，玉兔号首次利用雷达在月表实测了月壤厚度。借用地震勘探领域的瞬时频谱分析和偏移成像等信号处理技术，我们获得了着陆区的月壤结构和厚度。探月雷达剖面显示，月壤具有分层结构，其顶部分层厚约0.7米，质地均匀，几乎不含石块，而底界有一定的起伏，平均厚度约5米。由于月壤是小行星撞击月表岩石形成，地质年龄越大，月壤厚度也越大。嫦娥三号着陆区的年龄明显小于其他月海区域，但实测的月壤厚度明显大于其他间接方法估算的2－4米，说明整个月球的月壤厚度都可能被低估了。由于氦3和氢等重要资源主要赋存于月壤，这一发现将对这些重要资源储量的估算产生较大影响。
此外，玉兔号还在月面对原始产状的月壤就位展开了化学组成和光谱分析，其结果可以作为月球轨道遥感探测数据的校正标准值，提高全月球化学成分矿物组成的解译精度。轨道遥感能够探测全月球的化学组成分布，但是精度和准确度都较差；而就位测量精度和准确度较高，却仅能探测某个特定地点。在没有就位测量数据的时候，科学家要想评估轨道遥感数据的精确度和准确度，那是相当困难的。而玉兔号返回的就位探测数据，相当于为轨道测量数据提供了一个可以对比的标准，因为这个地点同时拥有了就位探测数据和轨道探测数据。通过与就位探测数据进行比对，科学家就可以对轨道探测数据的处理方法进行修正，从而提高精确度和准确度。
