天宫一号目标飞行器是由中国航天科技集团公司五院和八院研制的。它高10.4米、重8.5吨，分为实验舱和资源舱，舱体的最大直径达3.35米。与之前的载人航天器相比，天宫一号为航天员提供的可活动空间大大拓展，达15立方米。
　　　　通过优化设计，天宫一号目标飞行器内可供航天员工作、生活的空间比国外的空间站要大。这是到目前为止能为航天员提供的生活、工作空间最大的飞行器，同时，舒适程度比过去神舟飞船要好许多。
　　　　为了减轻航天员的工作量，科技人员设计了各种自动化预警装置，因此，天宫一号上的仪表不用每时每刻盯着。如果组合体发生异常情况，哪个系统工作不正常，哪个数据指标发生很大的变化，在航天员还没有注意到的情况下，就提前自动进行报警，使他们及时发现和处置。