La sonda fou llançada a l’espai el 27 de setembre de 2003 amb un coet Ariane-5. Després de 332 òrbites al voltant de la Terra, l’SMART-1 entrà en òrbita lunar quasi polar el 15 de novembre de 2004. Un dels seus objectius científics és la cerca de gel a l’interior dels cràters del pol sud de la Lluna, on, a causa de la inclinació de l’eix de rotació lunar, la llum del Sol mai no arribaria de forma directa i el gel hi podria haver quedat atrapat. A més, la missió ha provat amb èxit un nou sistema de propulsió anomenat Solar Electric Propulsion, que s’emprarà en futures missions interplanetàries, com ara la Bepicolombo.