它于2016年9月15日22时从酒泉卫星发射中心发射升空并进入预定轨道。我们之所以没有听说它发挥多大作用，主要是它上天的时间比较短，而且这两年的载人航天发射比较少，实际上在发射后一个月多的10月19日，天宫二号就与神舟十一号载人飞船成功实现自动交会对接；10月23日又成功释放了伴随他一起升空的卫星开展伴飞试验；到了2017年4月22日，天宫二号又与天舟一号货运飞船顺利完成自动交会对接任务，之后的天空二号就处于无任务可执行的状态，其实当初设计的它的在轨寿命也只有两年，和货运飞船的对接任务完成后，它就已经在太空中无任务游荡了两年，如今受控坠毁也算是超过其设计寿命了呢。
天宫二号空间实验室的受控坠毁，也代表着我国太空站建设事业将进入下一步的实施阶段，但应该不会再是发射天宫三号了，因为两三年前我国航天部门就称为了加快步伐并减少经费，已将天宫二号和天宫三号的任务合并到一起完成，在建造空间站之前就发射一个空间实验室，天宫二号已经完成了全部任务，下一项的空间站建设将一步到位完成，预估到2022年的时候，我国的空间站将建成遨游太空，因此工作重心将会转移到建设真正的空间站上来。
天宫一号是中国的第一个空间站试验飞行器，它的目的并不是要长期使用，而是要给未来真正的空间站积累经验。比如说，由于火箭的运力有限，一次只能发射一个舱段进入太空，未来的空间站必须要使用多枚火箭多次发射，进入太空后再拼接和建造起来。这就要求中国必须要掌握空间站的交会对接技术。天宫一号发射升空之后，先后与神舟八号、九号和十号飞船进行了多次交会对接，给中国载人航天创造了学习和实践交会对接技术的机会。
这是天宫一号的主要目的之一，早就已经圆满完成了。天宫一号原来设计的任务期限只有2年。在原定任务完成之后，由于状况良好，天宫一号开始了超期服役。作为第一个试验飞行器，天宫一号上的各项设施能够在太空环境中正常工作多久，还需要接受实践的检验才能够确切了解。对于持久性的了解，能够帮助航天人更有针对性的改进未来空间站的设计和制造方案，使得未来的空间站能够实现长期使用的目标。
此外，天宫一号本身的设计也让它也无法长期在太空使用，因为长期使用就要求它能够定期接受来自地面的物资补给，而天宫一号只有一个对接舱口——如果有航天员进驻，这个舱口就会被神舟飞船占用，无法再与天舟货运飞船对接。如果没有航天员进驻，天舟货运飞船倒是可以跟它对接（这也是天宫二号已经完成的试验项目），但就没有人能够把物资搬运到天宫一号内部了。
