量子通信卫星是一种传输高效的通讯卫星量子纠缠通讯，彻底避免间谍监听及破解的保密通讯技术，匹敌外国的网路功击，提高防御能力。
量子讯号从地面上发射并穿透大气层——卫星接收到量子讯号并按须要将其转发到另一特定卫星———量子讯号从该特定卫星上再度穿透大气层抵达月球某个角落的指定接收地点。
量子卫星是中国科大学空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标是利用卫星平台，进行星地高速量子秘钥分发实验量子纠缠通讯，并在此基础上进行广域量子秘钥网路实验，以期在空间量子通讯实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐型传态实验，举办空间尺测度子力学完备性检验的实验研究。
因为量子讯号的携带者光子在内层空间传播时几乎没有耗损,倘若才能在技术上实现纠缠光子再穿透整个大气层后依然存活并保持其纠缠特点,人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通讯。
这次发射的量子科学实验卫星完全由我国自主研制，突破了卫星平台、有效荷载、地面光学收发站等一系列关键技术，将在轨举办量子秘钥分发、广域量子秘钥网路、量子纠缠分发、量子隐型传态、星地高速相干激光通讯等科学实验。
“墨子号”是世界上首颗量子科学实验卫星。量子卫星首席科学家、中科院教授潘建伟表示，之所以给它取名“墨子”，是由于墨子首先通过小孔成像实验发觉了光沿直线传播。
据潘建伟介绍，量子通讯的安全性基于量子化学基本原理，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可监听和不可破解，从原理上确保身分认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，可从根本上、永久性地解决信息安全问题。
本次的量子卫星项目于2011年12月立项，是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标是进行星地高速量子秘钥分发实验，并在此基础上进行广域量子秘钥网路实验，以期在空间量子通讯实用化方面取得重大突破；其次还希望在空间尺度上进行量子纠缠分发和量子隐型传态实验，以验证量子力学理论。
