天河核心艙長16.6米，重約22.5噸，比國際空間站任何壹個艙都大。核心艙由節點艙、小柱段、大柱段、後端通道和資源艙組成。大柱段直徑4.2米，小柱段直徑約2.8米。
核心艙是空間站的管理和控制中心，負責空間站組合體的統壹管理和控制，為空間站提供制導、導航和方向控制，還為空間站提供動力、推進和生命保障系統。
生活方面，核心艙密封艙為航天員提供的空間是天宮二號空間實驗室的3倍，並配備了3個獨立臥室和1衛生間，保證了航天員的日常生活。用餐區配有食物加熱、冷藏、飲水設備和可伸縮餐桌，方便航天員就餐。
電力由兩個可控的柔性太陽能電池陣列提供，利用光伏電池將太陽光轉化為電能，總共可以產生18kW的電力。當空間站進入地球陰影部分時，它們會被儲存起來，為空間站提供能量。
補給船將為空間站的艙推進發動機加油，以抵消大氣阻力的影響。核心艙還裝有4個HET-80霍爾效應推進器，每個推進器的推力為80毫牛頓；將同時啟動兩個推進器進行軌道預定。
2021年9月23日至24日，天河核心艙霍爾電推進分系統4臺推進器完成首次在軌點火試驗，電壓、電流、流量各項遙測參數正常，這是電推進系統首次應用於載人飛船。
制造和投放市場
2065438+2008年10月，天河核心艙完整模型在珠海中國國際航空航天博覽會展出。
2021、1年，空間站天河核心艙、天舟二號貨運飛船、空間應用系統核心艙任務產品順利通過載人航天工程主管部門組織的出廠評審[6]。
2月22日，執行中天和核心艙發射任務的長征五號乙遙二運載火箭抵達文昌航天發射場，與已經先期抵達的天河和核心艙壹起，按計劃進行發射場總裝和測試。
4月23日，天河核心艙與長征五號乙遙二運載火箭組合體成功運抵發射區。
2021 4月29日，11: 23，搭載空間站天河核心艙的長征五號乙遙二運載火箭在文昌航天發射場點火升空。11: 31，天河核心艙與火箭成功分離，進入預定軌道。12: 36，太陽帆板兩翼順利展開，工作正常，發射任務成功。
5月18日，天河核心艙完成在軌測試驗證，進入交會對接軌道。
5月29日20時55分，天舟二號貨運飛船成功發射，並與天河核心艙完成自主快速交會對接。
2021 17年6月9時22分，長征二號F-12運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射神舟十二號載人飛船，後者約6.5小時後完成與天河核心艙的自主快速交會對接。航天員聶海勝、劉伯明、唐洪波先後進入天河核心艙，中國人首次進入自己的空間站。