运行历程
2011年4月25日，“腾讯杯中国载人空间站名称征集活动”发布暨启动仪式在人民大会堂隆重举行，对中国货运飞船进行命名征集工作 。
2011年10月31日，货运飞船名称确定为“天舟一号” 。
2015年3月6日，中国全国政协委员、中国载人航天工程总设计师周建平发言表示，计划在天宫二号发射后，将发射天舟一号货运飞船，为天宫二号补给物资 。
2017年1月12日，天舟一号货运飞船出厂评审会召开，天舟一号通过出厂评审工作 。
2017年2月5日，天舟一号按流程完成出厂前研制工作，并从天津港启程运送 。
2017年2月13日，天舟一号运达海南文昌航天发射场，开展发射场区总装和测试工作 。
2017年4月17日，天舟一号与长征七号遥二运载火箭组合体转运至发射区，并完成总装测试等技术区各项工作 。
2017年4月18日，天舟一号举行最后一次全区合练工作 。
2017年4月19日，执行天舟一号发射任务的长征七号遥二运载火箭进行加注推进剂工作 。
2017年4月20日，搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，进入预定轨道 。
2017年4月22日，天舟一号与天宫二号完成首次对接工作，形成组合体，并关闭交会对接设备，进行对接通道复压和检漏，以及设置组合体运行状态 。
2017年4月27日，天舟一号与天宫二号完成首次推进剂在轨补加试验工作 。
2017年6月19日，天舟一号完成与天宫二号的绕飞和第二次交会对接试验工作 。
2017年6月21日，天舟一号与天宫二号组合体分离，开始独立运行 。
2017年9月12日，天舟一号完成了与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验 。
2017年9月22日，天舟一号完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验，在地面遥测指令的控制下，轨道高度不断下降受控离轨，进入大气层烧毁 。
飞行任务
飞行计划
1、天舟一号通过长征七号发射入轨，通过两天的时间与天宫二号空间实验室进行交会对接，形成组合体，进行两个月的在轨飞行，完成各项任务。
2、天舟一号撤离天宫二号，从另一侧与天宫二号进行对接，完成绕飞实验。
3、组合体再次分离，独立飞行三个月，完成搭载的空间科学实验。
4、与天宫二号进行最后一次对接，验证自主快速交会对接技术。
5、天舟一号完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验后，在地面遥测指令的控制下，轨道高度不断下降受控离轨，进入大气层烧毁，陨落至预定安全海域 。
任务内容
1、补给空间站的推进剂消耗，空气泄漏，运送空间站维修和更换设备，延长空间站的在轨飞行寿命；
2、运送航天员工作和生活用品，保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作；
3、运送空间科学实验设备和用品，支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件 。
天舟一号与长征火箭组合体
任务目标
1.与空间实验室配合，验证推进剂在轨补加技术；
2.全面考核货运飞船功能和性能；
3.在空间实验室配合下，开展货运飞船控制组合体、绕飞至前向交会对接、快速交会对接等试验；
4.开展空间应用及技术试（实）验 。
技术状态
对接目标
天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成，全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展宽约18.4米，重8.6吨，采用实验舱和资源舱两舱构型，设计在轨寿命不小于2年；由长征二号F T2运载火箭于2016年9月15日22时04分在中国酒泉卫星发射中心点火发射，约575秒后，天宫二号与火箭分离，进入预定轨道。 。
飞船组成
飞船系统
天舟一号为全密封货运飞船，采用货物舱和推进舱两舱构型，设计在轨寿命1年，飞船全长10.6米，最大直径3.35米，最大装载状态下重量达13.5吨，由货物舱和推进舱两舱结构组成，运载能力为6吨 。
火箭系统
火箭系统为长征七号遥二运载火箭，该火箭总高度超过53米，起飞重量近600吨，直径3.35米，主体设置四个助推器，以液氧和煤油作为燃料的大推力发动机，所产生的主要是二氧化碳和水，清洁环保 。
飞行运载
搭载物品
天舟一号向天宫二号进行货物运输，主要是为未来中国空间站的货物运输任务进行飞行验证，因此运输的主要是未来空间站运营所需的货物，主要为：
1、推进剂。由于空间站要长时间保持在轨道上运行，需要补充推进剂，天舟一号不仅需要推进剂运过去，还要进行太空加油技术的在轨验证。
2、未来航天员在太空生活工作所需的物品，例如食品、水、衣服等生活用品，以及用于出舱工作的航天服等，当然这次运输的不是真的航天服，而是航天服的模拟件。
3、空间科学技术试验设备 。
技术保障
关键技术
1、力学环境测量系统。飞行器结构撞击智能感知与定位功能，能够进行全飞行时段的综合力学环境监测，不只包括传统的振动、冲击、噪声环境，还可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度，甚至还能检验飞船结构设计、货物装载合理性，为在轨损伤修复和结构优化设计提供帮助。
2、网络交换技术。首次利用在地面通信中已经十分成熟的网络交换技术，在突破了分路汇聚技术、网络芯片的单粒子防护技术、网络协议的航天工程化应用等多项技术难点后，成功构建了一个标准化的、高速的、大容量的开放性网络平台。
3、相测量子系统。首次利用北斗导航星座的相对测量子系统的扩展性和通用性更高、定位更连续稳定，不仅确保了与“客户”天宫二号首次交会对接的自主可控，安全性大大提高；新增的整秒脉冲输出功能，为全船的相关设备提供了高精度的时间基准，确保了统一步调、货物准时送达 。
技术突破
1、天舟一号首次在轨实施了飞行器间推进剂补加，天宫二号圆满实施了中国首次推进剂在轨补加，并开展了多次推进剂补加试验，为中国空间站组装建造和长期运营扫清在能源供给问题上的最后障碍。
2、首次以天基测控体制为主实施飞行控制，将原本在地面或海上的测量系统“搬”到了天上，实现了对航天器在轨飞行的关键事件的全程跟踪，有效降低了人力物力财力等成本。
3、首次大规模使用了七大类国产新研核心元器件，加速实现了元器件的自主可控，将未来空间站建设的关键命脉牢牢握在手中。
4、首次开展全自主快速交会对接试验，极大提升了工程建设的安全水平和空间站的整体效能。
5、首次搭载了多项空间应用与技术试验载荷，所搭载的几十台载荷设备在轨表现良好，在轨开展十余项载荷试验。
6、首次实施主动离轨受控陨落，既避免自身成为太空垃圾，又避开离轨过程中的不可控因素，为打造洁净、安全的太空环境作出贡献 。
太空实验
1、微重力对细胞增殖和分化影响研究。主要研究微重力环境对干细胞增殖分化、生殖细胞分化及骨组织细胞结构功能的影响。
2、两相系统实验平台关键技术研究。开展微重力条件下流体的蒸发和冷凝实验研究，认识微重力环境下具有质量交换流体界面动力学复杂特征与相变传热特殊规律，为中国空间站两相系统实验柜和流体科学实验载荷研发奠定技术基础。
3、非牛顿引力实验检验的关键技术验证。将在轨测试高精度静电悬浮加速度计的工作性能，获得的在轨试验结果将会对我国“卫星重力测量”“空间引力波探测”等空间计划提供重要的技术支撑。
4、主动隔振关键技术。项目在轨进行六自由度磁悬浮主动隔振关键技术验证；同时为非牛顿引力实验检验关键技术验证装置提供高于飞行器平台1至2个数量级的微重力环境；该实验在中国国内属首次，力图为空间站高微重力实验平台的研制奠定技术基础 。
文化特色
“天舟一号货运飞船发射取得圆满成功”
为庆祝天舟一号于2017年4月20日发射取得圆满成功，中国邮政集团公司济南市分公司在第一时间推出纪念邮戳一枚，供社会用邮和收藏；该纪念邮戳呈椭圆形，图案为天舟一号货运飞船发射升空的瞬间倩影，标题为“天舟一号货运飞船发射取得圆满成功”，并注有飞船发射升空的时间和地点 。
任务意义
天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室成功完成首次推进剂在轨补加试验，标志天舟一号飞行任务取得圆满成功，突破和掌握推进剂在轨补加技术，填补了中国航天领域的空白，实现了空间推进领域的一次重大技术跨越，为中国空间站组装建造和长期运营扫清了能源供给上的障碍，使中国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家 。
