01 基礎物理

國際首臺在軌運行并開展科學實驗的空間冷原子鐘，實現(xiàn)了天穩(wěn)7.2×10-16的超高精度（3000萬年誤差小于1秒），為空間超高精度時間頻率基準的重大需求以及未來空間基礎物理前沿研究奠定了堅實的科學與技術基礎。

02 空間天文

國際首臺寬視場、高效率的專用宇宙伽瑪射線暴（GRB）偏振探測儀器，共探測到55個伽瑪暴，實現(xiàn)國內(nèi)首次利用在軌觀測到的脈沖星信號實驗定軌，定軌精度約為10公里，探測到了若干太陽x射線暴。

03 空間科學實驗

“天宮二號”首次開展了由航天員直接操作的空間材料制備實驗，通過實驗獲得優(yōu)質(zhì)材料的空間制備技術；完成了擬南芥和水稻生長實驗，我國首次實現(xiàn)高等植物“從種子到種子”的空間長周期培養(yǎng)，為人類長期探索空間提供重要保障。

04 空間地球科學及應用

太空實驗室里的尖端“數(shù)碼相機”多角度寬波段成像光譜儀、新一代微波遙感器三維成像微波高度計、我國第一個具有紫外臨邊觀測能力的紫外臨邊成像光譜儀，對陸地海洋和大氣進行觀測和遙感應用，達到了國際先進水平。

05 空間環(huán)境探測

空間環(huán)境分系統(tǒng)已連續(xù)獲得了“天宮二號”飛行軌道的電子、質(zhì)子的空間分布及其強度和能譜；獲得了相應軌道的大氣成分、大氣密度，為空間環(huán)境預報、軌道預報、空間環(huán)境變化機理研究提供了可靠的準實時觀測數(shù)據(jù)。

06 新技術

2016年10月23日，天宮二號釋放衛(wèi)星，它是繼神舟七號以后第二顆在空間飛行器上釋放的伴飛衛(wèi)星，成功開展了伴星釋放、駐留和伴隨飛行試驗，獲得了清晰的組合體的圖像。同時也進行微小衛(wèi)星的新技術的試驗和驗證。