神舟十六号飞行任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的首次载人飞行任务，乘组还在太空出差，各项在轨工作进展顺利。
在航天员与地面科技人员密切配合下，空间应用项目正按计划稳步推进，共开展了70项航天医学、生命生态、生物技术、材料科学、流体物理、流体力学、航天技术等空间实(试)验和8项人因工程技术研究，获取了大量的实验数据，还有一些实验样品将随神舟十六号飞船下行，部分项目已取得阶段性应用成果，空间站作为国家太空实验室的综合效益正在逐步显现。
此次任务期间，他们还圆满完成了一次航天员出舱活动、一次“天宫课堂”太空授课、多次载荷出舱、配合完成天舟五号货运飞船分离撤离等工作。
特别要说的是，受限于微重力环境和空间站容积，物资管理这一在地面看似平常的工作成为日益凸显的新难题。为此，神舟十六号乘组与地面密切协同，针对性地制定了在轨物资管理减容增效方案，在指令长景海鹏的带领下，累计转移物资约850次，反馈物资整理信息135条，全面完成空间站在轨物资盘点和整理工作，使空间站物资存放状态、信息管理等焕然一新，为后续空间站在轨物资管理树立了标杆。
此外，神舟十六号乘组返回前，还将视光照条件由航天员手持高清相机通过飞船绕飞拍摄空间站组合体，将有望在轨首次获取以地球为背景的空间站组合体全貌图像，这将是第一张反映空间站全构型的“工作照”。