阶段包括天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室（计画变更）、天宫三号试验核心舱（已取消）。之后开始正式组建常驻的天宫号空间站，预计运营十年以上，最少採用三个轨道舱组成，不低于60吨，最大规模可升级达180吨。其组成过程中将先发射无人空间实验室，而后再用运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的实验室交会对接，航天员从飞船的附加段进入空间实验室，开展工作。航天员的生活必需品和工作所需的材料、设备均由飞船运送，载人飞船停靠在实验室外边，作为应急救生飞船。如果实验室发生故障，可随时载航天员返回，航天员工作完成后