По размерам и массе «Тяньгун-2» существенно превосходит станцию «Тяньгун-1», запуск которой был осуществлён в сентябре 2011-го. Новая лаборатория имеет габариты 18,4 × 10,4 × 3,4 м и весит приблизительно 8,6 тонны. В целом она аналогична по размерам и функциям советским орбитальным станциям второго поколения «Салют-6» и «Салют-7».
«Тяньгун-2» предстоит принимать пилотируемые и грузовые космические корабли. В частности, уже в середине октября на станцию отправится первый экипаж в составе двух космонавтов. Продолжительно пребывания экипажа может достигать 30 суток.
Лаборатория «Тяньгун-2» станет моделью для проверки технологий жизнеобеспечения для будущей орбитальной станции. Научная программа предусматривает проведение ряда экспериментов на орбите. Для этого лаборатория оборудована 14 различными установками. В их число входят медицинские приборы для изучения влияния невесомости на сердечно-сосудистую систему человека и самый крупный в мире высокочувствительный детектор гамма-излучения.