1992年9月21日，中国共产党第十三届中央政治局常务委员会第195次会议正式批准中国载人航天工程。根据规划，工程将按“三步走”发展战略实施：[2]
第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；
第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；
第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
第一步
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该阶段为1992-2005年，中国通过先后发射无人和有人飞船实现了独立载人航天。
初期建设与研制
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酒泉卫星发射中心，左侧近处的建筑即为用作载人航天发射的921发射塔架。
神舟一号返回舱，现藏于中国科学技术馆
1992年9月，中国首枚载人火箭长征二号F运载火箭开始方案论证[3]。
1994年4月，集中了九十年代科学技术精华的中国第二代远洋航天测量船远望三号下水[36]。
1994年5月，长征二号F运载火箭进入研制阶段[3]。
1994年7月3日，中国载人航天发射场在酒泉卫星发射中心奠基，这是中国首个采用垂直总装、垂直测试、垂直转运的“三垂”模式的现代化航天发射场[28]。
1994年12月，载人航天火箭发动机的第一次试车获得成功[3]。
1995年6月，载人飞船从设计阶段进入到工程实施的初样研制阶段[3]。
1995年12月，作为中国航天测控网核心的北京航天指挥控制中心挂牌成立，各分系统开始建设[3]。
1996年，有关部门从空军飞行员中按照预备航天员的标准，挑选了两人赴俄罗斯加加林航天中心进行培训，两人只用了一年时间就完成了原本需要四年时间完成的全部课程[37]。1997年4月，在载人航天工程指挥部的直接领导下，来自全国各大医院的著名专家们经过反复研究和挑选，建议录取20名候选者中的12人为预备航天员[37]。1998年1月5日，由之前录取的12人连同两名从俄罗斯培训归来的飞行员共14名预备航天员组成的中国人民解放军航天员大队在北京航天城成立[37]。
1998年，具有国际先进水平的载人航天发射场在酒泉卫星发射中心竣工[38][39]。
1998年10月19日，中国运载火箭技术研究院与中国空间技术研究院联合进行了首次零高度逃逸救生飞行试验，逃逸飞行器在逃逸指令发出后带着返回舱从发射阵地起飞，随后返回舱与逃逸飞行器分离并安全着陆，整个过程中各部件工作正常，试验获得成功，载人航天工程取得重要突破[40]。
1998年11月，中国首个现代化飞行控制中心——北京航天指挥控制中心开始试运行[41][42]。
中国载人航天工程立项之时，工程指挥部的目标是争取在1998年、确保在1999年进行中国第一艘无人飞船的首飞，即“争八保九”。由于到了1998年神舟飞船的许多产品还处在初样地面试验阶段，未能研制出可以上天的正样产品，为了兑现“争八保九”的承诺，工程总指挥部决定用地面试验的电性能船完成载人航天工程的首次飞行试验。[43]
北京时间1999年11月20日06时30分，搭载了神舟一号试验载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场准时点火起飞。飞行约10分钟后，飞船与运载火箭成功分离，准确进入预定轨道。飞船按预定程序在轨运行14圈后，北京时间11月21日凌晨3时，地面指挥中心向飞船发出返回指令，随后，飞船建立返回姿态，制动发动机点火，飞船开始执行返回程序。返回舱于11月21日凌晨03时41分顺利降落在内蒙古苏尼特右旗赛汉塔拉主着陆场，神舟一号作为中国载人航天工程的首次飞行在太空中共飞行21小时，任务取得圆满成功。[44][45][46]
实现载人飞行
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收藏于中国国家博物馆内的神舟五号载人飞船模型与该任务返回舱使用的降落伞
2001年1月10日1时0分，作为第一艘正样无人飞船的神舟二号在酒泉卫星发射中心发射升空，10分钟后成功进入预定轨道。飞船在轨道环绕地球108圈，在太空飞行近7天后于1月16日19时22分在内蒙古中部返回，但返回过程并未取得完全成功。[44][47][48]
2002年3月25日22时15分，第二艘正样无人飞船神舟三号发射成功，与第二次飞行试验相比，主要是增加了逃逸和应急救生功能。神舟三号于4月1日16时51分在预定地点着陆，共飞行6天18小时，绕地球108圈。飞船技术状态与载人状态完全一致，全过程正常。[49]
作为第三艘正样无人飞船以及载人飞行任务前的最后一次试验，神舟四号于2002年12月30日00时40分成功发射，于2003年1月5日19时16分着陆，共飞行6天18小时，绕地球108圈[50]。这是历次无人飞行试验中技术要求最高、参试系统最全、难度最大的一次，且创造了中国航天史上低温发射的新纪录（-30℃），任务的成功为按计划实施首次载人航天飞行任务奠定了基础。[44][51]。
2003年10月10日，新华社宣布中国将于10月15至17日间进行首次载人航天飞行[3]。
中国首位进入太空的航天员杨利伟
收藏于中国国家博物馆内的神舟五号返回舱与杨利伟所使用的航天服
10月14日16时，工程指挥部在会议上决定杨利伟为首飞航天员，翟志刚、聂海胜为候补航天员[3]。
北京时间2003年10月15日09时00分，长征二号F遥五运载火箭在酒泉卫星发射中心载人航天发射场将搭载着航天员杨利伟的神舟五号发射升空。时任中共中央总书记、国家主席胡锦涛在发射前在酒泉卫星发射中心亲自为杨利伟送行并在现场观看了飞船的发射。9时10分左右，飞船进入预定轨道，杨利伟成为首位进入太空的中国人。在飞船飞行过程中，杨利伟展示了中国国旗和联合国旗并用中英文两种语言说：“和平利用太空，造福全人类。”[52]除此之外，杨利伟还与时任国防部部长曹刚川以及妻儿先后进行了天地通话。16日5时35分，北京航天指挥控制中心成功向正在太空运行的神舟五号发送返回指令，飞船开始返回。10月16日6时23分，神舟五号在内蒙古主着陆场成功着陆，航天员杨利伟在飞行21小时23分、绕地球14圈后安全出舱，中国首次载人航天飞行获得圆满成功，中国成为继前苏联/俄罗斯和美国之后第三个独立掌握载人航天能力的国家。[53]时任联合国秘书长科菲·安南于2003年10月15日和16日先后两次发表声明，祝贺神舟五号飞行成功。[54]
2003年11月7日，中国首次载人航天飞行圆满成功大会在北京人民大会堂举行，时任中央军委主席江泽民向杨利伟授予“航天英雄”称号并颁发了“航天功勋奖章”。[55]
尽管神舟五号完成了“单人单天”的载人飞行，但神舟飞船的性能尚需进一步的验证。2005年10月12日9时整，神舟六号搭载航天员费俊龙、聂海胜发射升空，飞船在轨运行5天后于10月17日4时33分内蒙古苏尼特右旗赛汉塔拉主着陆场安全着陆。此次任务是中国首次“多人多天”载人航天飞行任务，标志着中国完全掌握载人天地往返技术，中国载人航天工程的“第一步”胜利完成。[56]
第二步
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2008年翟志刚在神舟七号任务中完成了中国人的首次太空行走
2005-2017年间，中国载人航天工程通过多次任务取得了多项重大技术突破，为中国空间站的建造奠定了基础。
出舱活动与空间交会对接
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随着中国载人航天工程“第一步”的顺利完成，2005年2月，中央决策实施“第二步”的第一阶段任务，以实现载人航天三大关键技术中除天地往返外的另外两项：出舱活动和空间交会对接[57]。
2008年9月25日至28日间，神舟七号任务成功执行，航天员翟志刚、刘伯明 和景海鹏进入太空并安全返回。其中在9月27日下午16时34分至17时00分间，翟志刚身着中国研制的“飞天”舱外航天服，与身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明互相配合，成功实施了中国首次空间出舱活动。[44][58]2008年11月7日，庆祝神舟七号载人航天飞行圆满成功大会在北京人民大会堂举行，时任中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛授予翟志刚“航天英雄”，刘伯明、景海鹏“英雄航天员”称号，并向三人颁发“航天功勋奖章”[59]。
继第一批航天员之后，中国于2009年启动了第二批航天员的选拔工作。第二批航天员于2010年5月7日正式产生，共7人，包括5名男性与2名女性[60]。
刘洋于2012年成为中国首位进入太空的女航天员
在完成首次出舱活动后，空间交会对接成为中国载人航天工程的下一个待突破的目标关键技术。2011年9月29日，长征二号F/T1运载火箭将天宫一号目标飞行器发射至预定轨道以验证中国的空间交会对接技术。11月1日，长征二号F遥八火箭将神舟八号无人飞船送入预定轨道。11月3日凌晨，神舟八号与此前发射升空入轨的天宫一号以自动模式成功实现中国首次空间交会对接。[3]
2012年6月16日，神舟九号飞船搭载航天员景海鹏、刘旺和刘洋发射升空，刘洋成为首位进入太空的中国女性航天员与首位执行任务的第二批航天员成员。6月18日，航天员景海鹏、刘旺、刘洋在成功进行自动交会对接后进入天宫一号，中国航天员首次访问在轨飞行器获得圆满成功[61]。6月24日，航天员刘旺操控分离后的神舟九号与天宫一号成功实施中国首次手控交会对接[62]。自动和手控交会对接的先后完成标志着中国成为世界上第三个独立完全掌握空间交会对接技术的国家[3]。
2013年6月11日，神舟十号载人飞船发射升空并与天宫一号对接，三名航天员聂海胜、张晓光、王亚平进入空间站。在15天的飞行任务中，三名航天员进行了首次太空授课、第二次手控交会对接和首次绕飞交会试验。[3]
2013年6月26日，时任载人航天工程办公室主任王兆耀在新闻发布会上宣布，随着天宫一号目标飞行器和神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船任务的顺利完成，预定任务目标全部实现，中国载人航天工程第二步第一阶段任务完美收官。[63]
空间实验室
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天舟一号货运飞船（左）与天宫二号空间实验室（右）的组合体模拟图
随着上一阶段的完成，中国载人航天工程开始进入空间站工程实施。在中共中央总书记胡锦涛于2010年9月25日主持召开的中共中央政治局常委会会议所批准的《载人空间站工程实施方案》中，载人空间站工程的任务目标是在2016年前后，研制并发射8吨级空间实验室，突破和掌握航天员中期驻留、再生式生命保障以及货运飞船补加等空间站关键技术，开展一定规模的空间应用；在2020年前后，研制并发射基本模块为20吨级舱段组合的空间站，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术，开展较大规模的空间应用，为经济社会发展提供先进的空间技术平台。[2]
2016年6月25日，中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的长征七号运载火箭在海南文昌航天发射场首飞成功，拉开第二步第二阶段序幕[64]。
9月15日，长征二号F/T2运载火箭成功发射天宫二号空间实验室[65]，这是中国首个正式的空间实验室平台和面向中期驻留的大型航天器，具备太空补加功能，可开展大规模科学实验，配套设备数量和安装复杂度均创造了历次载人航天器任务之最[3]。
10月17日至11月18日间，航天员景海鹏、陈冬执行神舟十一号任务并进驻天宫二号空间实验室[66]。两人从进驻到撤离共在轨驻留30天，进行了30多项在轨实验操作，刷新了中国载人航天的记录[3]。
作为空间实验室阶段的收官之战，天舟一号货运飞船于2017年4月20日搭乘长征七号遥二运载火箭升空并与天宫二号完成自动交会对接[67][68]。4月27日，天舟一号与天宫二号成功完成首次推进剂在轨补加试验，标志着中国突破和掌握推进剂在轨补加技术，为空间站的组装建造和长期运营扫清了能源供给上的障碍，也标志着中国载人航天工程第二步的完成[69]。
第三步
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2021年4月29日长征五号B运载火箭成功发射天和核心舱
由结构件实物改造而成的天和核心舱等比例模型
航天员翟志刚在天和核心舱上进行出舱活动
从2020年开始，中国实行了多次无人与载人飞行任务以完成天宫空间站的建造。
空间站建造任务分为关键技术验证和建造两个阶段实施，共规划12次飞行任务，于2022年底完成。两个阶段任务的主要目的分别为：[70]
关键技术验证阶段：验证航天员长期在轨驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、柔性太阳电池翼、机械臂、大型柔性组合体控制、在轨维修和舱外操作等关键技术，开展空间科学实验和技术试验，为空间站建造和运营奠定基础。
建造阶段：全面完成以三舱为基本构型的空间站在轨组装建造，將国家太空实验室落成並運行。
空间站关键技术验证阶段
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2020年5月5日18时00分，为中国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，在中国文昌航天发射场首飞升空并将载荷组合体送入预定轨道。长征五号B运载火箭突破了大推力直接入轨、20.5米整流罩分离、大直径舱箭连接分离等关键技术，是当时中国唯一能将天宫空间站舱段发射入轨的运载工具。试验发射任务的成功全面验证了火箭设计方案的正确性，中国载人航天工程“第三步”随之开启。[70][71]
2021年4月29日11时23分，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭在文昌航天发射场点火升空，约494秒后，天和核心舱与火箭成功分离，进入预定轨道，12时36分，太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射任务取得成功，中国空间站在轨组装建造全面展开[72]。天和核心舱全长16.6米，最大直径4.2米，重22.5吨，是当时中国所制造和发射的最大最重的航天器[73]。核心舱是空间站的管理和控制中心，负责空间站组合体的统一管理和控制，为空间站提供指导、导航和方向控制，还为空间站提供动力、推进和生命支持系统[74][75]。生活方面，核心舱密封舱内部具有3倍于天宫二号空间实验室的航天员活动空间，配备3个独立的卧室和1个卫生间，保证航天员日常生活起居，并配置了再生式生命保障系统，可实现航天员在轨长期驻留[70]。
5月29日20时55分，天舟二号货运飞船成功发射并与天和核心舱完成自主快速交会对接[76][77]。该任务是中国空间站货物运输系统的首次应用性飞行任务，其运送的物资包括160多件包裹，两件分别重达100多公斤的航天员舱外服，还有3吨推进剂，为核心舱迎接首批航天员进驻提供了充分物资保障[78]。
6月17日9时22分，长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射神舟十二号载人飞船，后者于约6.5小时后与天和核心舱完成自主快速交会对接[79][80]。航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，中国人首次进入自己的空间站[81]。
7月4日8时11分至14点57分之间，神舟十二号乘组中的刘伯明、汤洪波完成了中国空间站建造阶段航天员的首次出舱活动，总时长6小时46分钟，大幅刷新了2008年神舟七号约20分钟的出舱活动记录[82]。
2021年9月16日，神舟十二号乘组撤离空间站天和核心舱进入载人飞船。飞船于当日8时56分与核心舱分离，随后与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验，成功验证了径向交会技术[83]。9月17日13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，空间站阶段的首次载人飞行任务取得圆满成功，这也是东风着陆场首次执行载人飞船搜索回收任务。[83]
2021年9月20日15时10分，中国成功发射天舟三号货运飞船并与天和核心舱完成对接。[84][85]
2021年10月16日0时23分，长征二号F遥十三运载火箭从酒泉卫星发射中心发射并顺利将神舟十三号载人飞船送入预定轨道，开始空间站关键技术验证阶段的最后一次任务[86]。在飞船与核心舱进行径向对接后，三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富于同日9时58分进驻天和核心舱，开始中国的首次长期空间站驻留，时长约为六个月[87]。
11月7日18时51分至11月8日1时16分之间，神舟十三号乘组中的翟志刚和王亚平成功进行了该乘组的首次舱外活动，完成了机械臂悬挂装置与转接件安装、舱外典型动作测试等任务，其中王亚平成为中国首位完成出舱活动的女航天员。[88]
2022年1月6日6时59分，天和核心舱机械臂捕获天舟二号货运飞船并成功完成空间站机械臂转位货运飞船试验[89]。1月8日7时55分，神舟十三号航天员乘组手控遥操作天舟二号完成与空间站组合体交会对接试验[90]。3月27日15时59分，天舟二号撤离空间站核心舱组合体[91]。2022年3月31日18时40分，天舟二号货运飞船受控再入大气层。飞船绝大部分器件在再入过程中被烧毁，少量残骸落入南太平洋预定安全海域[92]。
2022年4月16日09时56分，神舟十三号乘组安全返回地球，任务取得圆满成功[93]。神舟十三号总任务时长达到182天9小时，创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录，也标志着空间站关键技术验证阶段顺利结束[94]。
空间站建造阶段
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神舟十四号为空间站建造阶段的首次载人飞行任务，由左至右依次为蔡旭哲、陈冬、刘洋
根据中国载人航天工程办公室公布的计划，空间站建造阶段规划了6次任务，全部在2022年完成。其中5月发射天舟四号货运飞船，6月发射神舟十四号载人飞船，7月发射空间站问天实验舱，10月发射梦天实验舱，随后发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船[94]。
2022年5月10日01时56分，长征七号遥五运载火箭成功将天舟四号货运飞船货运飞船发射升空，飞船随后与空间站完成自主交会对接，中国空间站在轨建造阶段正式开始。[95][96]
2022年6月5日10时44分，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲搭乘神舟十四号经由长征二号F遥十四运载火箭成功发射升空，展开空间站建造阶段首次载人飞行任务[97]。根据计划，神舟十四号任务持续时长约为六个月，乘组在任务期间将迎接并进驻问天实验舱和梦天实验舱，共计划实施5次交会对接、3次分离撤离、2次转位、2至3次出舱[98]。
完成三舱组合建造的中国空间站
2022年7月24日14时22分，长征五号B遥三运载火箭在文昌航天发射场点火发射，成功将中国空间站的首个科学实验舱、重23吨的问天实验舱送入预定轨道[99]。次日3时13分，问天实验舱在经历了约13小时的交会对接过程后成功对接于天和核心舱前向端口，实现中国首次20吨级航天器的在轨交会对接[100]。10时03分，神舟十四号乘组成功开启问天实验舱舱门，顺利进入问天实验舱[101]。9月2日，神舟十四号乘组成员陈冬、刘洋成功完成问天实验舱气闸舱的首次出舱活动[102]。9月30日12时44分，经过约1小时的天地协同，问天实验舱利用转位机构成功完成转位并移动至天和核心舱的第四象限方位，这是中国首次完成在轨大体量舱段转位操作，也是世界首次以平面式转位方案完成航天器的转位动作。[103]
在问天实验舱完成转位的一个月后，中国空间站的第三个舱段及第二个科学实验舱梦天实验舱于2022年10月31日由长征五号B遥四运载火箭成功发射[104]。梦天实验舱在发射的后约13小时与天和核心舱完成对接，之后于11月3日完成转位并实现航天员进驻。至此，中国空间站三舱“T”字基本构型在轨组装完成。[5][105][106]
2022年11月12日10时03分，天舟五号货运飞船搭乘长征七号遥六运载火箭发射升空，于12时10分完成与空间站组合体的对接。此次交会对接从发射到完成仅用时2小时07分，创造了航天器与在轨运行空间站交会对接的最短时间世界记录。[107]
神舟十四与十五号乘组在中国空间站上完成中国首次“太空会师”
空间站建造阶段的最后一次任务神舟十五号于2022年11月29日23时08分执行，由费俊龙担任指令长，带领仅剩的两名之前尚未执行过任务的现役航天员邓清明与张陆前往中国空间站，其中邓清明此时距离加入航天员队伍已有24年[108][109]。11月30日7时33分，在完成了神舟十五号与中国空间站的自主快速交会对接后，神舟十五号乘组进入中国空间站，与等待的神舟十四号乘组完成了中国的首次“太空会师”，中国空间站首次达到最大承载人数6人[110]。12月2日晚，神舟十四、神舟十五号航天员乘组进行交接仪式，这是中国航天员完成首次在轨交接，随后神舟十四号乘组于12月4日安全返回地球，神舟十五号乘组继续在轨工作，中国空间站正式开启长期有人驻留模式[111]。
空间站应用与发展阶段
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随着2022年底的中国空间站的建成与“三步走”目标的完成，中国载人航天工程全面进入为期10年以上的应用与发展阶段[70][112]。
2023年5月30日9时31分，空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务随着神舟十六号的成功发射顺利开启[113]。在这次任务中首次出现了航天飞行工程师与载荷专家的全新航天员类型，其中航天飞行工程师朱杨柱为首位非飞行员出身的中国人民解放军航天员大队成员，而来自北京航空航天大学的载荷专家桂海潮则成为了中国首位非军人出身的平民航天员。[114][115]
2024年12月17日，神舟十九号乘组的蔡旭哲与宋令东在该任务的首次出舱活动中以9小时06分的时长刷新了人类航天员单次出舱活动时长的世界纪录。[116]