中科院研究人員發現，在空間環境特有的微重力條件下，此次重點開展的空間生命和空間材料科學領域的相關實驗取得了在地面環境下無法實現的重要成果。
據悉，神舟三號飛船上開展的空間生命科學研究包括蛋白質等大分子的空間晶體生長實驗和生物細胞培養實驗。飛船裝載了我國研制的第二代空間蛋白質結晶裝置，具有兩種不同的蛋白質結晶方式和雙溫控特性。所選的16蛋白大部分是利用我國現有的生物資源制備的。經過飛行實驗，研究人員在空間微重力環境下獲得了結構完整的蛋白質晶體樣品，這將有助於研究蛋白質的結構與其特殊功能信息之間的關系。這些研究成果對於獲得乃至生產高純度、高效率的生物制品和開發生物藥物具有重要意義。
在生物細胞培養實驗中，專家們研究了具有藥用前景的動植物細胞的空間培養方法，微重力對細胞生長、增殖、代謝、生物活性物質合成和分泌的影響。本實驗中使用的四個細胞樣品中的兩個可以產生抗天花粉蛋白抗體和抗衣原體抗體。
此外，專家們還開展了各種材料空間晶體的生長和制備及其工藝方法的研究。如銻化鎵晶體，用於制造微波器件、微波集成電路和超高速集成電路的關鍵電子材料；用於制造紅外探測器基材的碲化鎘晶體；矽酸鉍，壹種用作光信息存儲功能材料的氧化物激光晶體，以及其他在航空航天領域具有重要應用前景的新型合金材料。對這些空間材料的研究有助於加深對材料制備過程物理本質的理解，指導和改進地面材料的制備技術，具有潛在的巨大經濟效益。
目前，神舟三號飛船軌道艙仍在軌飛行。搭載在軌道艙上的我國首臺中分辨率成像光譜儀，將開展大範圍的海洋、陸地、大氣多光譜遙感實驗，以及太陽紫外光譜儀、太陽常數監測儀、地球輻射收支計、空間環境高層大氣監測等地球環境監測儀器實驗。這些儀器將隨飛船軌道艙進行半年左右的在軌實驗和應用研究。