Đây là lần đầu tiên Trung Quốc đưa một phi hành gia dân sự lên quỹ đạo. Phi thuyền tách ra khỏi tên lửa đẩy 10 phút sau khi phóng và đi vào quỹ đạo đã định. Thần Châu 16 sẽ kết nối với trạm không gian và nhóm phi hành gia mới sẽ ở lại đó trong 5 tháng, thực hiện nhiều thí nghiệm khoa học. 

Nhóm phi hành gia của sứ mệnh Thần Châu 15, đã ở trên Thiên Cung nửa năm, sẽ quay về trái đất trong vài ngày nữa. Thần Châu 16 là sứ mệnh có người đầu tiên từ khi Thiên Cung được hoàn thiện và đi vào giai đoạn "ứng dụng và phát triển" từ năm ngoái. Sứ mệnh Thần Châu 17 dự kiến khởi hành vào tháng 10. Trung Quốc có kế hoạch thực hiện 2 sứ mệnh như vậy mỗi năm.