天宫课堂的主要内容有：航天员在轨工作生活场景展示、太空细胞学研究试验展示、太空转身、浮力消失实验、水膜张力实验、水球光学实验、泡腾片实验、天地互动交流。天宫课堂的整个授课时间大约为60分钟，主要可分为讲解知识与互动交流两个教学模块。
天宫课堂是中国空间站的首次太空授课活动，也是中国空间中的首个太空科普教育品牌，在此之前的太空授课可以追溯到2013年在航天飞船中开展的太空授课。
太空授课的主要对象为我国的青少年，授课目的是希望通过科普与互动交流激发我国青少年对太空知识的学习热情，进一步弘扬科学精神。