2011年9月2日的21点16分3秒在酒泉卫星发射中心，中国自主研制的全新载人航天器天宫一号发射成功！此后，天宫一号分别与后续发射的神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船完成对接，突破了中国空间交会对接技术。2018年4月2日8点15分左右，天宫一号目标飞行器再入大气层，其绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。

天宫1号空间实验室全长10.4米，舱体结构最大直径3.35米，设计质量8500千克。天宫1号为两舱结构，分为实验舱和资源舱。

天宫1号空间实验室结构图

实验舱为密封结构，为航天员提供基本模拟地面大气环境的条件以及必需的工作和生活设施，拥有约15立方米的航天员自由活动空间。与载人飞船相比，天宫1号为航天员提供的可活动空间大大拓展，能够同时满足3名航天员工作和生活的需要。对接任务完成后，航天员进入实验舱工作、训练，一些必要的生活活动、睡眠等也都在这里进行。实验舱内设睡眠区（包括航天员睡眠所用的睡袋）以及能使航天员保持骨骼强健的健身区。

实验舱前端安装异体同构周边式（导向瓣内翻）对接机构，用于与载人飞船对接，对接后形成密封通道，航天员经此通道进出空间实验室。对接机构还具备对接后支持供电和总线并网的能力，能够进行气、液补加。实验舱前端还安装有十字靶标、激光反射器、CCD远场标志器、CCD近场标志器、空空通信天线、舱外摄像机等交会对接测量和通信设备，用于与飞船进行交会对接。

资源舱位于后部，为直筒构型的非密封舱段，舱外安装太阳能电池帆板，舱内主要安装发动机和推进剂贮箱以及环控气瓶等设备。资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源，并控制飞行姿态。天宫1号电源分系统的所有设备（太阳能电池帆板除外）都在资源舱内。天宫1号控制系统中6个控制力矩陀螺也在其中。控制系统的用途是在天宫1号与飞船进行交会对接的过程中，对天宫1号进行精确的姿态控制。