Tàu vũ trụ được phóng bằng tên lửa đẩy Trường Chinh (Long March) 2F từ Trung tâm Phóng vệ tinh Tửu Tuyền  (Jiuquan) ở Tây Bắc Trung Quốc.

Theo Cơ quan Hàng không vũ trụ có người lái Trung Quốc (CMSA), phi hành đoàn Thần Châu-18 gồm 3 phi hành gia Ye Guangfu, Li Cong và Li Guangsu, trong đó Ye Guangfu là chỉ huy trưởng.

Ông Lin Xiqiang, Phó Giám đốc CMSA, cho biết phi hành đoàn sẽ sử dụng các tủ thí nghiệm khoa học và thiết bị hỗ trợ hoạt động trong không gian để thực hiện hơn 90 thí nghiệm trong các lĩnh vực vật lý cơ bản trong điều kiện vi trọng lực, khoa học vật liệu vũ trụ, sinh học vũ trụ, y học vũ trụ và công nghệ vũ trụ. Một nhiệm vụ độc đáo đối với 3 phi hành gia là tạo ra một "bể cá" và nuôi cá trong điều kiện không trọng lực.

Các nhà du hành sẽ tạo ra một hệ sinh thái thủy sinh phiên bản đơn giản sử dụng cá ngựa vằn và tảo để nghiên cứu môi trường vũ trụ ảnh hưởng đến sự phát triển và hệ thống cân bằng của chúng như thế nào.

"Bể cá" có thể tích 1,25 lít và chứa được 4 con cá nhỏ. Nhưng nếu thí nghiệm thành công, đây sẽ là một bước đột phá đáng kể trong việc nuôi các động vật có xương sống trong chương trình vũ trụ của Trung Quốc.

Các phi hành gia cũng sẽ tiến hành thí nghiệm trồng trọt. Mục đích là phân tích những thay đổi về chức năng và biểu hiện gene của tế bào gốc thực vật trong môi trường vi trọng lực. Theo các nhà khoa học, nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết để nghiên cứu các loại cây trồng có thể thích nghi với điều kiện ngoài vũ trụ.

Hơn 100 hạt giống Arabidopsis sẽ được trồng và nuôi dưỡng trong không gian trong khoảng 4 tuần. Phi hành đoàn trên trạm vũ trụ sẽ cấp đông chúng ở nhiệt độ -80 độ C theo thời gian thực và mang chúng về Trái Đất để phân tích và nghiên cứu sâu hơn.

Ngoài hai thí nghiệm liên quan đến cá và thực vật, phi hành đoàn cũng sẽ tiến hành nghiên cứu phân tử về nguồn gốc chung của protein và axit nucleic, cũng như nguồn gốc của các bộ ba mã di truyền. Hơn nữa, họ sẽ thử nghiệm vật liệu phủ tàu vũ trụ mới được phát triển.