量子通信衛星是一種傳輸高效的通訊衛星量子糾纏通訊，徹底避免間諜監聽及破解的保密通訊技術，匹敵外國的網路功擊，提高防御能力。
量子訊號從地面上發射并穿透大氣層——衛星接收到量子訊號并按須要將其轉發到另一特定衛星———量子訊號從該特定衛星上再度穿透大氣層抵達月球某個角落的指定接收地點。
量子衛星是中國科大學空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一，其主要科學目標是利用衛星平臺，進行星地高速量子秘鑰分發實驗量子糾纏通訊，并在此基礎上進行廣域量子秘鑰網路實驗，以期在空間量子通訊實用化方面取得重大突破；在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱型傳態實驗，舉辦空間尺測度子力學完備性檢驗的實驗研究。
因為量子訊號的攜帶者光子在內層空間傳播時幾乎沒有耗損,倘若才能在技術上實現糾纏光子再穿透整個大氣層后依然存活并保持其糾纏特點,人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通訊。
這次發射的量子科學實驗衛星完全由我國自主研制，突破了衛星平臺、有效荷載、地面光學收發站等一系列關鍵技術，將在軌舉辦量子秘鑰分發、廣域量子秘鑰網路、量子糾纏分發、量子隱型傳態、星地高速相干激光通訊等科學實驗。
“墨子號”是世界上首顆量子科學實驗衛星。量子衛星首席科學家、中科院教授潘建偉表示，之所以給它取名“墨子”，是由于墨子首先通過小孔成像實驗發覺了光沿直線傳播。
據潘建偉介紹，量子通訊的安全性基于量子化學基本原理，單光子的不可分割性和量子態的不可復制性保證了信息的不可監聽和不可破解，從原理上確保身分認證、傳輸加密以及數字簽名等的無條件安全，可從根本上、永久性地解決信息安全問題。
本次的量子衛星項目于2011年12月立項，是中科院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一。其主要科學目標是進行星地高速量子秘鑰分發實驗，并在此基礎上進行廣域量子秘鑰網路實驗，以期在空間量子通訊實用化方面取得重大突破；其次還希望在空間尺度上進行量子糾纏分發和量子隱型傳態實驗，以驗證量子力學理論。
