天宫三号原计划任务是组建中国人自己的空间站，开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。“天宫三号”空间实验室将主要完成验证再生式生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等．还将开展部分空间科学和航天医学试验。原先规划是要发射天宫二号和天宫三号两艘空间实验室的，后来为了加快工程步伐，减少经费，经过可行性研究，将天宫二号和天宫三号的任务合并到一起完成。在建造空间站之前，就发射一个空间实验室。