“天宫二号”分为实验舱和资源舱两个舱段，利用其实验室平台的支持能力，空间应用系统安排了一批体现科学前沿和战略高技术发展方向的科学与应用任务。
主要涉及微重力基础物理、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间环境监测、对地观测及地球科学研究应用以及应用新技术试验等八个领域。
具体包括空间冷原子钟实验、综合材料制备实验、高等植物培养实验，伽玛暴偏振探测等空间科学实验与探测项目；宽波段成像光谱仪，空地量子密钥分配试验、伴随卫星飞行试验等应用和新技术试验项目等，共计14项。除了伽玛暴偏振探测是与国外科学家合作联合研究外，其余13项科学实验将全部由我国科学家自主完成。
航天员搭乘神舟十一号飞船与天宫二号对接后，也将会直接参与操作其中的两项实验，分别是综合材料制备实验和高等植物培养实验。中科院空间应用中心有效载荷运控中心主任郭丽丽介绍，天宫二号也是未来空间站的一个雏形，它是真正意义上一个空间实验室。为充分利用这个实验室的资源，安排了比较丰富的科学应用项目。
空间冷原子钟
有望实现3千万年误差一秒
天宫二号空间实验室将开展的实验中，包括了空间科学物理领域重点项目空间冷原子钟实验，有望实现3千万年误差一秒的超高精度，对卫星定位导航等生产生活及引力波探测等空间科学研究将产生重大影响。空间冷原子钟可以将航天器自主守时精度提高两个数量级，大幅提高导航定位精度。
这个“长相”与我们日常所用的钟表完全不同的黑色圆柱体，也是人类历史上第一台空间冷原子钟。据介绍，日晷、水钟、沙漏等计时装置，其误差为一天15分钟。此后发明的机械钟表，一年误差约1秒。原子钟出现后，人类计时的精度以几乎每十年提高一个数量级的速度飞速发展。
将冷原子钟放置在太空，对其他卫星上的原子钟进行时频传递和校准，相比从地面向太空发射时间信号，由于避免了大气和电离层的种种干扰误差会更小。这一技术应用到全球卫星导航系统中，其精度将大幅度提升。
高等植物培养
太空“温室”种植水稻拟南芥
人类生存的食物和能量来源绝大部分都由植物提供，如何在太空中种植物，成为人类长期在太空居住所必须解决的问题。在即将发射升空的“天宫二号”实验室内，高等植物培养也是众多科学任务中唯一的生命科学实验。
现实情况下，在微重力的太空种植植物更加困难。此次“天宫二号”所搭载的高等植物培养装置，就将在微重力的环境下搭建起一个温度舒适、光照可控的迷你“温室”。在这个温室内，所种植的是粮食作物的典型代表水稻和绿叶植物的典型代表拟南芥。
中科院上海生科院植物生理生态研究所研究员郑慧琼表示，以前没有做过从种子到种子整个周期的生长实验，天宫二号是我国第一次在空间进行种子到种子的实验。
郑慧琼表示，这次从空间带回来的种子要进行分析，看看种子里面的成分有没有发生改变，改变的原因是什么。
为获得植物太空发育全过程的图像，培养箱内还安装了三部相机，其中两部为可见光相机，另一部则为具有特殊功能的荧光相机，用来研究绿色荧光蛋白标记的开花基因。
“植物开花与重力的关系，是这次空间实验我们要重点考察和研究的内容。”郑慧琼说。
本版稿件/综合央视、中国航天科技集团报道
