实现关键技术创新跨越
载人航天二期工程交会对接阶段的实施，极大地推动我国载人航天技术创新，促进了我国的科技进步，通过载人航天二期工程，产生了大量的技术创新成果。
1.六大国际水准技术创新
中国特色的交会对接测量方案设计。首次采用了由新型雷达和相机构成的测量技术，进行空间飞行器相对位置、速度、姿态测量，测量精度高，其中CCD和激光雷达均是目前世界交会对接的前沿技术；开发了航天员手动交会控制技术，提高了航天员的操作性能。
突破了高精度的交会对接控制技术。与苏联联盟号飞船相比，我国空间交会对接控制精度更优，其中，航天器的俯仰、偏航角、滚动角等指标均高于联盟飞船。
突破了飞船上行300千克的运输能力技术。载人运输飞船在载3人的情况下，还可以将300千克的物体送入太空，优于联盟TM飞船的50千克和联盟TMA飞船的100千克的运输能力。
突破了低轨长寿命高压供电技术。天宫一号目标飞行器采用了大量的新型供电技术，系统功率大幅度提高，优于俄罗斯空间站的低轨电源系统。
突破了利用8吨级飞行器验证空间实验室技术。在8吨级的目标飞行器上，验证了变质量控制、再生生保技术、长寿命高压供电、组合体信息与供电并网等技术，这些技术国外一般在14吨及以上的空间试验室进行验证。
突破了多用途载人飞行平台设计。 目标飞行器平台建立后，可以改造成未来的货运飞船和对地观测飞行器平台，并能以此为基础发展成为未来的空间试验室。
货运飞船
2.十四项国内技术创新
交会对接全过程方案设计。首次进行了交会对接全过程方案设计，包括远距离导引阶段、自主控制阶段、对接阶段、组合体飞行阶段、分离与撤离阶段的正常与故障飞行方案，并且对飞行程序进行合理安排，在一次飞行中考核验证交会、对接、组合体控制及人员转移四项交会对接关键技术。
对接机构研制技术。采用新颖的对接机构方案，其设计和制造技术与世界先进的对接机构设计技术同步，不仅能够适应目前的交会对接任务，而且能适应未来空间实验室、空间站的需要。
3.大型壁板结构的整体加工技术
为保证密封舱的完整性，最大限度地降低由于焊缝造成的渗漏，目标飞行器的实验舱采用了大型壁板整体加工技术。通过工程的实施，有关部门已经摸索出一套壁板加工和焊接的工艺线路和技术，为将来承接空间实验室和空间站以及其他大型结构加工任务创造了设计和制造的条件。
天宫二号空间实验室内部构造
4.多回路通风换热技术
目标飞行器热环境控制与以往的神舟飞船相比，具有很大的改进。它采用了通风换热系统加流体回路系统的控制方式，整个通风空间开敞，人活动区和仪器区直接连通，使用并联送风方式，集热量收集、传递、流场组织于一体，实现热量合理有效的收集、传输利用和排热、散热。
5.单框架控制力矩陀螺技术
天宫一号目标飞行器新研制使用的单框架控制力矩陀螺，适合于包括空间站在内的长寿命大型近地轨道三轴稳定飞行器，是未来实施大型卫星，尤其是空间站工程中必不可少的关键部件，突破了国内多项长寿命润滑、框架驱动控制等关键技术。
逃逸塔（天宫）
6.大型变结构姿态控制技术
目标飞行器采用了新型控制技术，首次实现对国内质量最大的单个飞行器和组合体进行控制。
7.信息与供电并网技术
采用新的信息传输技术首次实现两飞行器间的信息传输与通信；采用新的输出策略，实现了目标飞行器向运输飞船大功率的电能传输。
8.金属膜盒贮箱技术
首次设计使用了具备补加功能的金属膜盒式贮箱。
9.复合材料高压气瓶技术
目标飞行器采用复合材料气瓶作为气体存储设备，工作压力大幅提升，同时，减少了配套数量，降低设备重量。
10.仪表控制器技术
新研制开发的仪表控制器采用先进技术，使之成为国内飞行器运算速度最快的计算机，具备2D图像加速功能，形成各种显示页面运用液晶显示器进行显示。
11.再生生命保障试验技术
再生生命保障试验包括电解制氧试验和动态水气分离试验。在航天员驻留期间，将消耗性物质以及人体排汗、尿液、二氧化碳等代谢产物，利用载人飞行器的电力能源加以循环利用，形成物质流的封闭循环，以减少长期载人飞行的补给量，节省了运输成本。
12.空间对空间通信及应用技术
采用了空间对空间通信技术，建立远距离两个飞行器之间的信息通道，并且首次利用空空信道完成两飞行器间的控制指令和参数信息相互传输，实现协同动作。
13.全部设备实现了国产化
通过载人航天二期工程任务的研制，载人飞船和天宫一号目标飞行器上的配套设备实现了全部国产化。