航天员将进入天宫二号，参与操作高等植物培养实验和综合材料制备实验。
　　　　人类未来要星际旅行、移民外星球，首要任务是解决食物自给、氧气和循环水等问题。高等植物培养实验就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等极端环境影响，在太空环境中正常生长。
　　　　高等植物拟南芥和水稻将随天宫二号进入太空，科学家将研究植物种子在太空中萌发、生长、开花、结籽的全过程，从而了解和掌握未来太空农业发展的可能。航天员将回收部分植物样品供地面进一步分析研究。
　　　　综合材料制备实验选用多种新型结构与类型的材料样品进行研究，如新型纳米复合光学材料、高性能热电转换材料、多元复相合金等。科学家们将揭示这些材料在地面重力环境下难以获知的物理和化学规律和性质。
　　　　值得一提的是，研究人员历经三年多研制的综合材料实验装置，只用了电水壶功耗的1／9至1／5，却能实现真空环境下最高950摄氏度的炉膛温度。航天员将对材料实验炉进行开盖换样操作，这将是我国首次实现空间材料实验的航天员在轨操作。