наклонение орбиты к плоскости лунного экватора была ровна шестидесяти пяти градусам; период обращения был равен сто восемнадцати минутам; высота орбиты над поверхностью Луны ровнялась ста километрам. Двадцать первого февраля одна тысяча девятьсот семьдесят второго года «Луна-20» совершила мягкую посадку на поверхности Луны на участке, примыкающем к северо-восточной оконечности Моря Изобилия, в точке с координатами три градуса тридцать две минуты северной широты и пятьдесят шесть градусов тридцать три минуты восточной долготы. После прилунения станции были переданы на Землю изображения лунной поверхности и произведён забор образцов лунного грунта. Взятые образцы с помощью манипулятора были помещены в контейнер космической ракеты и загерметизированы. Двадцать второго февраля одна тысяча девятьсот семьдесят второго года с поверхности Луны в сторону Земли стартовала взлётная ступень станции «Луна-20». Двадцать пятого февраля одна тысяча девятьсот семьдесят второго года в сорока километрах северо-западнее города Джезказган совершила мягкую посадку возвращаемая ступень автоматической станции «Луна-20». На Землю доставлена колонка лунного грунта массой пятьдесят пять грамм.
Место посадки станции находится на участке лунного материка, примыкающего к северо-восточной оконечности Моря Изобилия. После прилунения станции были проверены бортовые системы и определено положение станции на лунной поверхности. С помощью телефотометрического устройства на Землю передавались изображения лунной поверхности, по которым было выбрано место взятия образцов лунной породы. Затем по команде с Земли начались операции по забору грунта. Геологическое устройство произвело бурение лунного грунта и забор образцов породы. При этом ввиду повышенного сопротивления грунта бурение осуществлялось в несколько этапов с промежуточными остановками бурового устройства. Взятые образцы с помощью манипулятора были помещены в контейнер космической ракеты и загерметизированы.
Доставленный на Землю лунный грунт был передан для научных исследований в Академию наук Советского Союза.
В целом грунт или реголит «Луны-20» представлял собой рыхлый разнозернистый материал светло-серого цвета, значительно более светлый, чем реголит из Моря Изобилия. По сравнению с грунтом «Луны-16» в нем заметно меньше оплавленных частиц. Как и в случае с Морем Изобилия, грунт из материковой области Луны обладает высокой способностью к электризации. Насыпной вес грунта от одной целой одной десятой до одной целой двух десятых грамм на сантиметр в кубе. Он легко уплотняется до одной целой семи и восьми десятых грамм на сантиметр в кубе. По данным гранулометрического анализа, средний размер частиц примерно семьдесят восемьдесят микрометров. Крупных частиц размером свыше одного миллиметра в нем больше, чем в грунте «Луны-16». Более светлый оттенок реголита «Луны-20» подтверждается исследованием альбедо. Значение альбедо выше, чем у образцов, доставленных «Луной-16», «Аполлоном-11» и «Аполлоном-12».
