载人月球探测任务需要数千吨运载火箭起飞规模才能将航天员和少量载荷送达月面,实现高效探测难度很大。以提升载人月球探测任务整体性能为目标,在总体层面开展设计理念、设计方法、模型优化和数据修正的系统分析,提出了基于概率的总体设计、船/器/箭一体化设计、基于数字模型的优化设计、基于实测数据修正的总体性能提升等总体技术,结合载人月球探测任务总体设计实践,总结了技术应用效果,指出了后续研究方向,对于提升载人月球探测整体性能、发挥探测效益具有重要支撑作用。