背景
天舟貨運飛船預計在2015年底以前，中國將先後發射天宮二號、和天舟貨運飛船，位於海南的第四個發射場也將嶄新啟用，擔綱重任。中國載人航天總工程師周建平2013年兩會時透露，神舟十號任務之後，中國將發射天宮二號，再發射貨運飛船，二者發射或間隔半年。如果說載人飛船是天地往返的載人工具，那么貨運飛船就是天地間運貨的工具。周建平介紹，中國的天舟貨運飛船基於神舟飛船和天宮一號的技術研發，只運貨不運人，在功能、性能上都處於國際先進水平。
航天專家龐之浩此前曾介紹，雖然中國也可由載人飛船改裝貨運飛船，這樣看起來也比較省事兒，但貨物運載量就會比較小。因此中國的貨運飛船是新研製的一個太空飛行器，貨物運載量將是俄羅斯“進步”號貨運飛船的3倍。龐之浩還表示，在天宮一號基礎上研製貨運飛船，無疑可運送較多貨物、增加活動空間、縮短研製周期、降低成本和技術攻關難度。
征名過程
作為中國載人空間站名稱及標識徵集活動的一部分，中國貨運飛船名稱徵集活動於2011年4月25日啟動，至2011年6月21日零時截止，組委會共收到公眾提名9640份，共有377778人次參加了投票。經由載人航天領域專家、航天員、著名作家、知名媒體人士等組成的評審委員會初選，30個名稱入圍初選結果。經過網路投票和活動評審委員會專家評選，最終評選出十個獲獎名稱。2011年7月8日上午，活動組委會公布了最終確定入選前十名的公眾提名，分別是：天梭、鯤鵬、天舟、神龍、龍舟、神驥、天馬、雲梯、神駒、行者。
2013年10月31日，據中國載人航天工程網曝光，中國未來貨運飛船正式命名為天舟，代號“TZ”。
性能
天舟貨運飛船全長9米以上、最大直徑3.35米、質量13噸、最大上行貨物運載量達到6噸。對此，龐之浩評價說，無論是直徑、質量還是運載能力，我國研製的貨運飛船將達到世界先進水平。空間站在軌運行期間，由載人飛船提供乘員運輸，由貨運飛船提供補給支持。天舟貨運飛船的低地軌道上行運載能力約為6.5噸左右，高於俄羅斯聯邦航天局研製的進步號M型（2.5噸）以及日本宇宙航空研究開發機構的H-II運載飛船（6.0噸），但低於歐洲空間局的自動運載飛船（7.6噸）。下行運載能力約為6.0噸左右。載荷比即運載貨物的質量與貨運飛船船體本身的質量之比，天舟號貨運飛船的載荷比高達46%，高於日歐的貨運飛船。天舟號貨運飛船船長約9米，最大直徑約3.35米，發射質量低於13噸。
貨運飛船旨在補給未來天宮二號空間實驗室以及中國空間站的推進劑、空氣、航天員的飲料、食物以及用於維修空間站的更換設備，以延長空間實驗室和空間站的運行壽命。貨運飛船發射後會與空間實驗室或空間站進行自動交會對接。為空間實驗室或空間站自動補加推進劑以及空氣。飲水、食物、以其他器物設備則需駐空間實驗室或空間站的航天員從貨運飛船上搬運到站內。同時，貨運飛船亦可充當空間站的“垃圾桶”，航天員取出貨運飛船升空攜帶的物品後，可將站內的廢棄物品搬運到貨運飛船上，關閉氣閘後，貨運飛船脫離空間站，返回地球時廢棄物連同貨運飛船在大氣層中燒毀。這種做法與俄、歐、日、美無人貨運飛船的運行做法相同。
天舟號貨運飛船由大直徑的貨物艙和小直徑的推進艙組成。貨物艙用於裝載貨物，而推進艙為整個飛船提供動力與電力。推進艙兩側各有一翼太陽能帆板三板。
用途
天舟貨運飛船將作為我國空間站的五個模組之一，與核心艙、實驗艙I、實驗艙II、載人飛船(即已經命名的“神舟”號飛船)一起，在核心艙統一調度下協同工作，完成空間站承擔的各項任務：一是補給空間站的推進劑消耗，空氣泄漏，運送空間站維修和更換設備，延長空間站的在軌飛行壽命；
二是運送航天員工作和生活用品，保障空間站航天員在軌中長期駐留和工作；
三是運送空間科學實驗設備和用品，支持和保障空間站具備開展較大規模空間科學實驗與套用的條件。
預計發射時間
首艘天舟貨運飛船，預計在天宮二號與神舟十一號交會對接完成後，從海南文昌衛星發射中心，使用長征七號運載火箭發射。與天宮二號自動交會對接成功後，為空間實驗室補加推進劑。首發貨運飛船是否在神11的三名航天員在軌期間發射尚不明確。其中，天宮二號空間實驗室預定於2015年年底前由新一代的長征七號運載火箭從文昌衛星發射中心發射升空。發射成功後，神舟十一號載人飛船將攜帶三名航天員，擇機從酒泉衛星發射中心由長征二號F改進型運載火箭發射升空，並在兩天內與天宮二號交會對接
