天宫一号有实验舱和资源舱组成。

天宫一号主体为短粗的圆柱型，重约8吨，直径比神舟飞船更大，采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱。实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成，前端安装一个对接机构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。

天宫一号飞行的主要任务是，为实施空间交会对接试验提供目标飞行器；初步建立长期无人在轨运行、短期有人照料的载人空间试验平台，为空间站研制积累经验；进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验。

天宫一号（Tiangong-1）为中国靠前个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，飞行器全长10.4米，最大直径3.35米，由实验舱和资源舱构成。

它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。按照计划，神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船将在两年内依次与天宫一号完成无人或有人交会对接任务，并建立中国比较早的空间实验室。