天宫空间站一个20吨级的天和一号核心舱就满足了国际空间站上述三大舱段的功能需求，该舱段从外形看分为“大柱段”与“小柱段”两部分，以功能分区则分为资源舱、生活控制舱、节点舱三部分。

天和一号核心舱大柱段

资源舱配置有推进剂贮箱以及姿轨控动力系统，除此之外还应用了霍尔电推力器用于补偿大气阻力带来的轨道高度损失，这是人类首次将电推动力用于载人航天器。

电推动力优势是可以减轻货运补给压力，降低货运飞船发射频次，节约运营成本，还能缩小常规推进剂贮箱尺寸，增大舱内可使用空间。

生活控制舱大柱段部分是空间站总体控制设备安装位置，除此之外还有部分科研设备安装位置。与之对比，国际空间站曙光号+团结号+星辰号50吨级舱段都没能实现平台控制与科研实验两项任务的兼容。

天和一号核心舱结构设计

生活控制舱小柱段配置有三个睡眠区、一个锻炼区、两个平台设备区，以及一个未解密区域。与之对比，国际空间站星辰号服务舱也是20吨级舱段却只有两个睡眠区。

天和一号大柱段内部

小柱段末端则是节点舱，它可以提供1个轴向对接口、1个侧向对接口、2个侧向对接停泊口，加上大柱段后端通道，天和一号核心舱总计有5个对接口，可以同时对接三艘飞船，以及停泊两座大型实验舱段。