Вес модуля 23 тонны. Это конструкция диаметром 4,2 метра и высотой с 6-этажный дом - 17,9 метра. Аппарат оснащен самыми крупными (из произведенных в Китае) космическими солнечными батареями: длиной 55 метров и общей площадью 280 кв. метров.
Внутри модуля расположено восемь лабораторных отсеков, три "космических спальни" для экипажа, а также резервный пульт управления космостанцией, которым можно воспользоваться в случае неполадок на основном, расположенном в базовом модуле. Лаборатория также имеет шлюзовый отсек для выхода в открытый космос. Он более просторный и располагает более широкими люками, чем шлюз на базовом модуле. За бортом лаборатории установлена 5-метровая роборука, позже модуль будет обрастать все новым оборудованием: на его внешнем контуре установлено 22 адаптера для измерительных приборов.
Строительство китайской орбитальной станции будет завершено в октябре, когда с ней состыкуют 2-й лабораторный модуль "Мэнтянь" ("Мечты о небе"). Сборку завершат в рекордные сроки: менее чем за два года. "Строительные работы" на орбите стартовали 29 апреля 2021-го, когда Китай запустил в космос базовый модуль орбитальной станции. Находящийся на высоте около 390 км модуль насчитывает пять стыковочных отсеков: по два для космических лабораторий и пилотируемых кораблей и один для космических грузовиков.
В 2023 году у "Небесного дворца" появится свой спутник: на орбиту будет выведен китайский космический телескоп "Сюньтянь" ("Небесный патрульный"). Его эксплуатация начнется в 2024 году, минимальный расчетный срок службы - 10 лет. За это время 10-тонный телескоп будут постоянно совершенствовать, устанавливая на нем все новое измерительное оборудование. Со списанием МКС китайский "Небесный дворец" станет единственной станцией на орбите Земли. Именно на ее базе продолжится международное сотрудничество в космосе. В опубликованной в январе 2022 года "Белой книге" о китайской космической программе подчеркивается, что основным принципом работы "Небесного дворца" будет как у в целом китайской экономики. Это "двойная циркуляция", которая предполагает опору на собственные силы при сохранении открытости к сотрудничеству с зарубежными партнерами.