本书为航天科普作品，以中国空间站为主线、明线，以载人航天精神为副线、暗线，通过生动有趣、图文并茂的方式向青少年传递中国空间站的相关知识，主要包括中国载人航天发展历程，中国空间站的组成部分、建设过程及主要功能，航天员在空间站中的工作与生活情况，中国空间站上的科学实验，“天宫课堂”上的小实验及其原理等内容，并在其中穿插部分航天员的个人事迹，深入展现“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神，对激发青少年探究航天知识兴趣，提高青少年科学素养，帮助青少年树立正确的价值观与科技报国的远大抱负，坚定理想信念，形成良好意志品质和高尚道德情操具有重要意义。

第一章 从飞天梦想到圆梦苍穹
01 人类的飞天梦想
02 从航空到航天
03 中国载人航天事业
载人航天精神
人物故事：首位进入太空的中国航天英雄
第二章 中国迈人了“空间站时代”
01 “天上宫阙”长什么样？
02 空间站的“驾驶舱”
人物故事：首批进入中国空间站的中国航天员之一
03 空间站的首个实验舱
04 “问天”的“兄弟”
背景知识——天宫家族
05 空间站的“好搭档”
06 在太空中“搭积木”
背景知识——空间站为什么掉不下来？
07 空间站上的“乘客”
08 为什么要建设空间站？
背景知识——载人航天事业有什么用？
人物故事：首位进入太空的中国女航天员
第三章 太空“筑巢”
01 天地往返更便捷
02 曼妙的“太空之舞”
03 太空“快递小哥”来送货
04 太空“续航”方法多
05 “太空漫步”不简单
人物故事：首位太空漫步的中国航天英雄
06 太空中的“空调”
07 飞行控制更平稳
人物故事：四上太空，追逐梦想无止境
第四章 忙碌又精彩的空间站生活
01 舒适的居住环境
02 井井有条的太空生活
03 美味营养的航天食品
04 太空饮水不简单
人物故事：两上太空终圆出舱梦
05 舒舒服服睡个觉
06 个人卫生有讲究
07 “天宫”花式健身
08 航天员的健康保障
太空侧记——欢欢喜喜过新年
人物故事：十七年后再逐梦
第五章 神奇的太空实验室
01 太空中的实验室
02 可以自动归位的悬浮实验台
03 没有容器的科学实验
04 在空间站里种植物
05 被“拿捏”的重力
06 “冰火两重天”和“太空炼丹炉”
07 神奇的“太空维修工”
08 舱外暴露实验平台
09 让空间站的科技成果造福全人类
人物故事：中国空间站首位载荷专家
第六章 “航天种子”长出科学梦想
01 有趣的天宫课堂
人物故事：“最美太空教师”
02 消失的浮力
03 奇妙的表面张力
04 水球光学实验
05 变“懒”的水球
06 太空转身实验
07 太空“冰雪”实验
08 球形火焰实验
09 太空力学小实验
人物故事：二十五年弹指间，飞上太空终圆梦