与神舟七号一样，托举天宫一号一飞冲天的，依旧是长征二号F运载火箭。然而，与3年前的长征二号F运载火箭相比，这次发射天宫一号的长征二号F运载火箭在外形、技术状态、相关参数、内部结构上都有变化。
    “针对天宫与神舟的不同状态，火箭进行了170多项变化。”运载火箭系统副总设计师张智说，“这样规模的变化，相当于研制一枚全新火箭。”
    因此，这枚火箭被称为长征二号FT1。
    据运载火箭系统总设计师荆木春介绍，为了适应天宫飞行器较大的容积，火箭采用了新的整流罩，此前发射神舟七号的长征二号F运载火箭的整流罩长10.7米，最大直径为3.8米，而长征二号FT1运载火箭整流罩的长度为12.7米，最大直径为4.2米。火箭整流罩还采用了技术上更先进的冯·卡门曲线头椎。“这种曲线设计可以减少空气中的阻力，适应火箭在大气中的飞行，外形看起来也更漂亮。”荆木春说。
    除此之外，火箭的运载能力也进一步增加。为了能够承载更多推进剂，火箭助推器的形状由椭球型改成锥形。“这样做使火箭的运载能力提高了100多公斤。”张智表示，运载能力的增加对载人航天工程有着不小的贡献。
    值得一提的是，改进后的长征二号FT1火箭入轨精度比过去有很大提高。“我们在控制上采取了很多措施，采用了惯性测量组合，有效提高了入轨精度。”荆木春说。
    运载火箭的技术状态更改，也对发射场提出了50余项新增的技术需求。“我们在原有发射载人飞船火箭的基础上，适应发射天宫一号的要求，进行了100多项技术状态更改。”发射场系统总指挥、酒泉卫星发射中心主任崔吉俊说。