Орбитальная станция «Тяньгун-2» (переводится как «небесный дворец») представляет собой пилотируемую исследовательскую лабораторию. Её масса составляет 8,5 тонны, диаметр равен 4,2 метра, размах солнечных батарей — 17 метров, а длина — 14,4 метра. Модуль состоит из двух отсеков, лабораторного и приборно-аппаратного. Всего на борту 14 разных видов научного оборудования. Ресурсы жизнеобеспечения позволяют экипажу из 2 человек находиться на станции до 30 дней.
На «Тяньгун-2» учёные планируют провести ряд научных экспериментов. Для этого на станции установили крупнейший в мире высокочувствительный детектор гамма-излучения. Кроме того, станцию будут использовать в качестве тестовой площадки для стыковки пилотируемых и беспилотных космических аппаратов. Первые космонавты отправятся на станцию в октябре 2016 года.