飞天的航天员杨利伟与中国科学院院士、空间技术专家戚发轫座谈中国中央电视台时揭晓入选前十名的名称，它们分别为：“天梭”、“鲲鹏”、“天舟”、“神龙”、“龙舟”、“神骥”、“天马”、“云梯”、“神驹”、“行者”。2013年10月31日，定名“天舟”，由“天宫号”空间站和“神舟号”载人飞船各取一字组成，代号“TZ”，来源于汉语拼音“Tiān Zhōu”。
构造.天舟号货运飞船的构造基于天宫一号目标飞行器。该货运飞船的低地轨道上行运载能力约为6.5吨左右，高于俄罗斯联邦航天局研制的进步号M