“墨子号”的主要应用目标是通过卫星和地面站之间的量子密钥分发，实现星地量子保密通信，并通过卫星中转实现可覆盖全球的量子保密通信。“墨子号”可以在千公里外的外太空以10kbps的速率给地面站分发量子密钥，比地面同距离光纤量子通信水平提高了15个数量级以上。该项技术突破不仅使得我国具备了对光纤无法覆盖的地区——如我国的南海诸岛、驻外使领馆、远洋舰艇等——直接提供高安全等级量子通信保障的能力，并为我国未来构建覆盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供可靠的技术支撑。
“墨子号”的另一前沿研究目标是在量子物理基本问题检验领域：即通过千公里量级的量子纠缠分发，首次在空间尺度检验量子力学的非定域性，并利用量子纠缠在地面和卫星之间实现量子隐形传态。通过“墨子号”的星地纠缠分发，我们能够在相距1200公里以上的两个地面站之间以1对/秒的速度建立起量子纠缠，将使得人类首次具有在空间尺度开展量子科学实验的能力，并为未来在外太空开展广义相对论、量子引力等物理学基本原理的检验做好了坚实的技术准备，成为我国在基础物理学领域对世界的又一重要贡献。
量子科学实验卫星在轨测试阶段全面完成了卫星平台测试、有效载荷自测试和天地一体化链路测试，卫星平台和有效载荷工作一切正常，成功构建了星地单向、星地双向、地星单向量子信道，系统信道效率、时间同步精度、跟踪瞄准精度均超过系统指标要求，可以满足空间量子科学实验的要求。
各路媒体报道我国量子通信
量子科学实验卫星使我国在量子通信领域进一步扩大了世界领先的优势，并且作为我国基础物理研究和航天工程两个领域的完美结合，凸现了我国的综合科技实力。“墨子号”从研制过程到成功发射均引起了社会上的广泛关注和国际学术界的高度评价。中央电视台在卫星发射前夕做了一系列跟踪报道，并对卫星发射过程做了全程直播。“墨子号”成功发射后，极大激起了公众对量子科技的浓厚兴趣。包括英国《自然》杂志、美国《科学》杂志、《科学美国人》、英国《新科学家》、《纽约时报》、英国广播公司（BBC）等众多国际知名学术和公共媒体都对“墨子号”进行了专题报道，美国国家航天局（NASA）也在其官网上对“墨子号”发射任务给出了详细的介绍。
2016年底，“墨子号”和人类首次探测到引力波等重大成果共同入选英国《自然》杂志点评的年度国际重大科学事件；“墨子号”作为唯一诞生于美国本土之外的创新技术入选《科学美国人》评选的2016年度“改变世界的十大创新技术”；近日，《华尔街日报》针对中国科技的高速发展给出了标题为“沉寂了一千年，中国誓回发明创新之巅”的专题文章，将“墨子号”量子科学实验卫星作为中国创新能力提升的重要标志。
