“天宫二号”空间实验室，是一个真正意义上的空间实验室，将开展10余项空间科学与应用项目，是载人航天历次任务中应用项目最多的一次。涉及微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间环境监测、对地观测及地球科学研究以及新技术试验等多个领域。
中国科学院空间应用工程与技术中心代表中国科学院牵头负责载人航天等重大科技工程空间应用系统方面的任务规划、总体管理和技术集成工作，负责所有科学应用载荷的系统集成、地面测试和在轨运控、成果推广等任务。
空间环境分系统（全称：空间环境监测及物理探测分系统）主要用于实时监测“天宫二号”轨道上的辐射环境和大气环境，实现舱外16个方向的电子、质子等带电粒子的强度和能谱监测，以及轨道大气密度、成分及其时空变化与空间环境污染效应监测等。
空间环境的要素包括高能带电粒子（质子、电子、重离子）组成的辐射环境和航天器轨道高度的大气环境等。“天宫二号”搭载的空间环境分系统就是主要用来实时监测辐射环境和大气环境的。
在太空中，带电粒子的辐射能量很高，对于航天器来说，可能导致其材料性能下降或损坏；对于宇航员来说，可能破坏其器官组织，严重时甚至会威胁生命。而说到大气环境，大气将对运行其中的航天器会产生阻力效应。一方面，大气阻力可能导致航天器轨道下降甚至寿命降低，另一方面，大气的扰动会使得航天器定轨精度下降。
空间环境分系统由中国科学院国家空间科学中心空间环境探测研究室研制，系统由带电粒子辐射探测器、轨道大气环境探测器和空间环境控制单元3台仪器组成。其主要功能为：实现目标飞行器舱外16个方向的电子、质子等带电粒子的强度和能谱监测；实现目标飞行器舱外轨道大气密度、成分及其时空变化与空间环境污染效应监测等。
空间环境监测系统定位是以载人航天工程空间环境保障为主，兼顾空间物理研究。其任务目标为：监测高能带电粒子辐射环境、轨道大气环境及其效应，为空间环境预报、空间环境变化机理研究以及目标飞行器、飞船和航天员的安全保障提供准确的实时监测数据；突破多传感器综合探测技术，进一步提高我国空间环境探测技术水平。