“梦天实验舱是中国空间站负荷支持能力最强的舱段。舱内配备13个标准载荷柜，主要用于微重力科学研究，可支持流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理和航天技术试验。
为了最大限度地提高舱外试验的支持能力，梦天实验舱配备了37个载荷安装站，可为各种科学实验载荷提供机器、电力和信息支持。”
10月31日，空间站梦天实验舱在海南文昌航天发射场由长征5号B运载火箭发射，吹响了中国空间站建设任务的号角。随后，梦天实验舱将与天河核心舱、问天实验舱组合体进行快速会议对接和平面转移，形成三个空间站“T”字基本结构。
立足“建站为应用”目的是在轨道组装完成后，与其他两个舱实现控制、能源、信息、环境等功能的并网管理，共同支持空间站进行更大规模的空间研究实验和新技术试验，打造空间技术应用研究“梦工场”。
梦天实验舱由中国航天科技集团第八研究院开发，全长17.88米，直径4.2米，发射质量约23吨。与天河核心舱、问天实验舱相比，梦天实验舱的任务分工和定位不同，三个舱的配置也不同。
“梦天”和“问天”两个实验舱“长得很像”在舱段的组成上，都有工作舱、气闸舱和资源舱，特别是“两兄弟”工作舱和资源舱的形状几乎相同。工作舱位于最内部，通过对接机构与核心舱的节点舱相连。
虽然“梦天”与“问天”都叫“实验舱”但在科学实验方面，两者都有自己的重点。问天实验舱主要面向空间生命科学研究，配备生命生态、生物技术、变重力科学等实验柜；梦天实验舱主要面向微重力科学研究，配备流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理、航天技术试验等多学科实验柜。
此外，梦天实验舱被定位为宇航员工作的地方，没有与天空和核心舱、睡眠区、卫生区等相似的问天实验舱。但这三个部分都配备了宇航员的锻炼设备，梦天实验舱配备了阻力锻炼设备，类似于健身房的划船机。
从整体构造来看，梦天实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱和资源舱组成。工作舱位于前端，与核心舱相连。它是宇航员工作、锻炼和安装舱内科学试验柜的地方。载荷舱和货物气闸舱由“嵌套”形式与工作舱相连。位于舱体末端的资源舱是实验舱的“能源仓库”安装在资源舱上的两个巨大太阳翼可以通过连续旋转稳定地为日本空间站提供足够的能源支持。
梦天实验舱是中国空间站载荷支撑能力最强的舱段。舱内配备13个标准载荷柜，主要用于微重力科学研究，可支持流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理、航天技术试验等多学科研究。为了最大限度地提高舱外试验的支持能力，梦天实验舱配备了37个载荷安装站，可为各种科学实验载荷提供机器、电力和信息支持。
在中国空间站，问天实验舱的气闸舱是宇航员出舱的主要通道，而梦天实验舱的货物气闸舱是货物出舱的专用通道。
过去，空间站只能由宇航员转移和安装。这种方式受到宇航员出舱次数、载荷数量和尺寸的限制。频繁的出舱活动也会带来复杂的安全考验。货物气闸舱的应用将为空间站后续各类舱外科学实验提供有力支持。
采用货物气闸舱“内舱门+外舱门”双门设计:通往工作舱的内舱门是隔离舱内外空间环境的关键设备；面向太空的外舱门是货物的出口。为了保证宇航员在轨安全，内外舱门不会同时打开。
梦天实验舱独特的载荷自动进出舱功能，可以进一步提高空间站进行舱外载荷实验（试验）试验的能力和效率。梦天实验舱配备载荷转移机构，可稳定地将货物从舱内送出舱外，或将舱外货物运回舱内。该机构的运输能力为400公斤，单次运输的货物包可达1.15米×1.2米×0.9米，与宇航员相比“人力带货”运输能力大大提高。
就像宇航员进出舱一样，货物进出舱也需要经过复压过程，即出舱压力和复压，以保持舱内外的压力环境一致。因此，对于开关舱来说，内部空间越大，在复压过程中损失的气体就越多。为此，根据出口货物的大小，商品开关舱的形状和尺寸进行了最佳设计，2.2米直径不仅能保证货物有足够的安全运输空间，还能减少气体损失，提高空间站的气体利用率。
在执行货物出舱任务时，宇航员首先打开内舱门。此时，外舱门关闭，工作舱与气闸舱形成封闭的工作环境。负责搬运货物出舱的载荷转移机构延伸到舱内。宇航员可以在不穿舱外宇航服的情况下进行载荷和货物安装操作；然后转移机构缩回气闸舱，宇航员关闭内舱门，地面发出指令打开外舱门，实现货物顺利出舱。
此外，为了满足未来更大、更重货物的进出舱需求，中国空间站还安装了第一个电动弧形方舱门。舱门宽1.2米，采用自动滑动设计，可为货物进出舱提供宽阔的走廊。
除上述功能外，梦天实验舱还有一个特殊的功能“炫酷”能力-在轨释放小型飞机。舱内专门配置的释放机构可满足100公斤级小型飞机或多个规格立方星的在轨释放需求。
通常，释放机构以组件的形式存储在舱内。当需要释放小卫星时，宇航员可以按照立方星的规格在轨道上组装。“包厢”单次最大载客量为36次U（1U体积为10厘米×10厘米×10厘米)立方星或100公斤级微卫星。安装立方星后，“包厢”载荷转移机构转移到舱外。
其中，小卫星通过卡槽固定在释放机构上，宇航员可以通过控制步进电机释放卡槽，然后弹簧机构弹出小卫星。立方星最初放置在盒子机构中，通过控制阀打开锁定立方星的控制门，然后弹簧弹出立方星。在此过程中，释放机构控制器通过精确控制打开传送门，将卫星送到“千里之外”。
释放时，宇航员首先将小卫星放入释放机构，释放机构乘坐载荷转移机构将小卫星运送到舱外。出舱后，机械臂抓住释放机构，瞄准指定方向，释放机构像弹弓一样弹出小卫星。
此外，梦天实验舱的载荷舱为空间站进行舱外科学实验提供了强有力的平台支持。
载荷舱配备两个扩展暴露平台和一个固定暴露平台。整个舱可提供24个标准载荷站，可大大扩大空间站进行空间科学实验的能力。
随着更科学的实验任务的发展，空间站的负荷供电需求翻了一番。为此，梦天实验舱配备了与问天实验舱相同的巨型柔性太阳翼。中国空间站基本结构组装完成后，两个实验舱配置的四对太阳翼将创造出最强大的“能量源泉”使空间站日发电量达到近千度，实现“用电自由”。
