2021年9月20日，天舟三号货运飞船发射入轨，为空间站送去航天员生活物资、舱外航天服及出舱消耗品、空间站平台物资、部分科学实验载荷和推进剂等约6吨物资。在轨运行期间，天舟三号货运飞船先后与天和核心舱组合体进行了2次交会对接，进行了绕飞试验。与天和核心舱组合体分离后，还开展了空间技术试验，为空间站在轨建造和运营管理积累了重要经验。