天舟一号由中国航天科技集团公司五院载人航天总体部负责抓总研制。从项目立项到产品运抵海南文昌发射场，过去6年间，天舟一号“隐姓埋名”苦练内功，经历了上千小时测试验证，经受了上百次大型试验考核，百炼成钢。它一方面继承了我国载人飞船以及空间实验室的成熟技术，根红苗正；另一方面也首创了自身的七大“独门功夫”，青出于蓝而胜于蓝。
独创一：负重6吨的“快递小哥”。因为天舟一号“只运货、不送人”，被人们形象地称为“快递小哥”。“小哥”身高10.6米，体宽3.35米，体量与天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室相当。但它肚大能容，运送6吨多的货物不在话下，上行载货比优于国际现役货运飞船，快递货物经济实惠。
独创二：在轨流动“加油站”。就像汽车需要加油，未来空间站长期在轨也需要“加油”，这项任务就由“天舟”系列货运飞船来完成。在天舟一号之前，掌握在轨推进剂补加技术的国家只有俄罗斯和美国，其中，实现在轨加注应用的只有俄罗斯。
独创三：把测控系统搬上天。以往，我们对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置，主要依赖陆基测控站和海基测量船。天舟一号货运飞船首次采用了以天基测控体制为主的设计原则。简单来说，就是将原本在地面或海上的测量系统“搬”到了天上，避免了地面或海上的地域限制，实现了对航天器在轨飞行关键事件的全程跟踪，以确保对在轨异常的及时监测处置，降低了人力、物力、财力等成本。
独创四：集齐七大国产核心元件。为了带动元器件自主研制，加速实现元器件的自主可控，提前验证空间站中所用的关键元器件，作为飞行验证平台的天舟一号首次大刀阔斧地使用了七大类国产新研核心元器件，将未来空间站建设的关键命脉牢牢握在手中。
独创五：几小时完成交会对接。此前，我国掌握的交会对接技术需要耗时两天左右。天舟一号将开展自主快速交会对接试验，将交会对接的时间控制在几个小时内。
独创六：一次飞行、多方受益。作为运货的“快递小哥”，天舟一号在满足运输货物需求的同时，还最大限度地发挥了平台效能，随船搭载了几十台载荷设备，在轨开展十余项载荷试验，实现“一次飞行、多方受益”的目标。
独创七：主动离轨，受控陨落。天舟一号将在飞行任务结束后，经由地面飞控工作人员决策，实施主动离轨，通过两次降轨控制，受控地坠落于南太平洋指定区域。相较于一般卫星在使命完成后，随着推进剂的消耗殆尽，而缓慢降轨，最终在大气层烧毁的结束方式，天舟一号首次采用主动离轨，受控陨落的方式，既避免自身成为太空垃圾、避开离轨过程中的不可控因素，又能为打造洁净、安全的太空环境作出自己的贡献。