5月30日5时01分，天舟二号货运飞船采用自主快速交会对接模式，精准对接于天和核心舱后向端口，天舟二号货运飞船成为首个停靠空间站核心舱的航天器。
空间交会对接是载人航天活动的基本技术之一，是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。
据中国航天科技集团五院天舟二号货运飞船副总设计师党蓉介绍，以往飞船的交会对接从发射到具备交会对接条件需要2—3天时间，过程中还需要大量人工参与。此次天舟二号货运飞船与天和核心舱对接采用的是快速交会对接技术，其最大的特点就是“快”，整个过程历时约8个小时，且无需地面干预，就像无人驾驶汽车一样。
快速交会对接技术之所以重要，在于将来不仅能缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间、减少航天员不必要的体力与精力付出，同时也可以保证一些“时鲜货（比如生物制剂等）”尽快送达空间站。在安全方面，一旦空间站等航天器突遇紧急情况，快速交会对接可以迅速反应，向空间站提供各种急需的物资或救助被困的航天员。
与天舟一号时的快速交会对接相比，天舟二号的技术更进一步。中国航天科技集团五院的科研人员为飞船增加了“全相位自主交会对接方案”。无论目标飞行器在入轨时和空间站的相对位置是1/4圈、半圈乃至整圈，天舟二号货运飞船都能以最快速度或者在规定时间点到达。天舟一号任务时，需要人工辅助把飞船送到距离天宫二号一定的位置，然后由飞船自主去对接。这次天舟二号增加了远距离自主导引，飞船能够利用北斗导航来实现远距离的全自主导航计算及制导与控制。也就是说，以后天舟飞船对空间站的“造访”过程中，人只负责监视，整个飞行和交会对接的过程是全自主的。
当然，当货运飞船需要手控交会对接的时候，坐在空间站内的航天员还能通过手控遥操作，驾驶货运飞船完成与空间站的交会对接或撤离。
为了精准对接，由中国航天科工集团二院25所研制，安装在天舟二号货运飞船上的微波雷达作为关键测量敏感器，能在交会对接过程中输出高精度测距、测速及测角信息，为空间站建设中的交会对接任务提供有力支撑。为了缓冲大吨位航天器对接过程中产生的撞击能量，中国航天科技集团八院研制出了对接机构分系统，创新性地研发了可控阻尼器，在船—舱间建立起高可靠的刚性连接，让天舟二号货运飞船的主动对接机构与核心舱的被动对接机构“温柔”地交会对接。