它有两大任务。一是看海洋。它可以准确观测海洋的水色和水温。它提取到的海水叶绿素、色素浓度等信息，不仅可以准确监测到发生在任何海域的赤潮现象，还可以判断出这片海域的浮游生物量和初级生产力，指导渔民出海作业。它可以探测水温、海冰和洋流信息，且具备很高的水温变化探测灵敏度，大约是1摄氏度的1/40，比我国现有的海洋遥感器的探测灵敏度高了好几倍。
二是看大气。由于光的偏振特性对大气粒子具有独特敏感性，偏振成像可获得大气气溶胶和云粒子的很多关键性能参数，对气象预报、气候预测有重要价值。简单说，它能看雾霾，并辅助专家们分析雾霾。
液桥热毛细对流实验装置：
“玩水”是人们喜欢的太空游戏。天宫二号里，我国将首次开展液桥热毛细对流的空间实验！
液桥是2个固体表面间连接的一段液体。太空微重力环境下，可以建立起很大尺寸的液桥。本次实验将由科学家们远程操控，用天宫二号上搭载的液桥热毛细对流实验装置完成。
实验中，液桥像一个“变形金刚”。装置中的拉桥电机和注液电机，将密切配合，改变液桥的“高矮胖瘦”，既能变得“高大上”，又可以变得“土肥圆”，科学家称之为“体积比效应”。液桥中的液体在温差诱导的表面张力驱动下，不同的体积比有不同的热毛细振荡现象——液桥会像有了“生命”一样自由舞蹈，时而旋转，时而左右横步。而实验箱内置了172组预定模式实验曲线，只要科学家在地面指间一动，就可以轻易地完成液桥“172变”。
它有什么用？该项目主任设计师、中科院力学研究所研究员康琦说：“为生产出高质量的半导体材料，就要科学控制在晶体生长过程中浮力对流、热毛细对流的影响，而太空特有的微重力环境将使科学家深入剖析热毛细对流的真实过程。”
热毛细对流箱工程，整体和光机结构设计及研制由中科院力学所完成，电控部分由中科院空间应用工程与技术中心完成。
“天极”望远镜：
人眼不能分辨光的偏振状态，蜜蜂对偏振却很敏感。天宫二号中有一只“小蜜蜂”，用它的“复眼”捕捉遥远宇宙中突然发生的伽马射线暴的偏振性质，它就是“天极”伽马暴偏振探测仪，简称“天极”望远镜。
伽马射线是有很强穿透性的电磁波。恒星临终时发生剧烈爆炸，产生极强烈的伽马射线辐射，持续时间长不过几千秒，短不足百分之一秒，其亮度却超过全宇宙其他天体的总和，辐射能量与太阳一生相当，犹如恒星最后的“生命之花”。这种集一生辉煌于一瞬的壮丽告别，就是伽马射线暴。
伽马暴的起源及相应的物理过程，一直是天文学家们研究的前沿课题之一。近十几年来，对伽马暴的研究取得长足进步，但一些基本问题还未解决。科学家推测，对伽马暴伽马射线偏振的研究可为解决这些问题提供新线索，却缺乏有效测量仪器。
“天极”望远镜填补了这个空白，它是全球最灵敏的伽马射线暴偏振探测仪器，将高精度且系统性地测量伽马射线暴的偏振性质，预期运行2年，探测约100个伽马射线暴。
“天极”望远镜由中国科学院高能物理研究所牵头，瑞士日内瓦大学、瑞士保罗谢尔研究所等单位参加研制，是天宫二号搭载的所有实验项目中唯一的国际合作项目。
高等植物培养箱：
兵马未动，粮草先行。到了太空，也要关心粮食和蔬菜。
尽管目前空间植物生长试验已多次进行，但要在太空条件下成功实现粮食与蔬菜的生产，为宇航员长期空间生活提供食物来源，还需解决很多问题。比如，在空间微重力条件下植物生长无一定方向性，不能有效利用光能进行光合作用，产量大大减少。
