由中科院微小卫星创新研究院研制的伴随卫星于2016年9月15日随天宫二号空间实验室发射入轨，经过约40天在轨贮存，于10月23日7时31分从天宫二号上成功释放。在释放过程中，航天员景海鹏和陈冬利用手持摄像机从舱内拍摄到了伴随卫星从天宫二号下方百米之外掠过的视频。
天宫二号伴随卫星是一颗微纳卫星，是天宫二号试验任务的一部分。其重约47kg，尺寸相当于一台打印机大小，具备高效轨道控制、灵活姿态指向、智能任务序列处理和天地测控通信高速数传的能力，相比神舟七号伴随卫星，体积更小、能力更强，具有高集成度、用途广的特点，属于新一代先进微小卫星。
伴随卫星搭载了高分辨率全画幅可见光相机，堪称天宫二号和神舟飞船的“自拍神器”。10月底，伴随卫星将通过多次轨道控制，再次靠近天宫二号和神舟飞船组合体，并飞越组合体上空进行成像观测。之后它将与天宫二号开展近距离编队驻留试验和航天新技术验证试验，进一步拓展空间应用。
