2003年10月15日9时，负载着“神舟五号”的长征2F火箭运载发射，将之送到近地点200千米、远地点350千米、倾角42.4°初始轨道，实施变轨后，进入343千米的圆轨道。9时10分，船舰分离，“神舟五号”载人飞船发射成功，以平均每90分钟绕地球1圈的速度飞行，环绕地球14圈后在预定地区着陆。
飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长8860毫米，总重7840千克。其手动控制功能和环境控制与生命保障分系统，为航天员的安全提供了保障。在整个飞行期间，飞船为航天员提供必要的生活和工作条件，同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面，并确保航天员安全返回。
这次的成功发射标志着中国成为继苏联（现由俄罗斯承继）和美国之后，第3个有能力独自将人送上太空的国家。
第一个月球探测器
由中国空间技术研究院研制、以中国古代著名神话人物“嫦娥”命名的“嫦娥一号”是中国自主研制并发射的第一个月球探测器，于2007年10月24日在西昌卫星发射中心发射升空。“嫦娥一号”的发射成功，使中国成为世界上第5个发射月球探测器的国家和地区。
“嫦娥一号”主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。2009年3月1日16时13分，“嫦娥一号”卫星在控制下成功撞击月球，为我国月球探测的一期工程画上了圆满句号。
第一个火星探测器
火星在我国古代被称为“荧惑”，中国第一颗火星探测器取其谐音，命名为“萤火一号”，这是中国火星探测计划中的第一颗火星探测器。
我国自主研制的首个火星探测器的实体等大模型，重量仅为110千克，主体部分长75厘米，宽75厘米，高60厘米。其两侧是展开的6块太阳能帆板，展开将达到7.85米。设计寿命2年，它将携带等离子探测包、掩星探测接收机、光学成像仪和磁通门磁强计等8件有效载荷，肩负着我国首次地外行星空间环境探测的重任。
“萤火一号”于2009年10月和俄罗斯的“福布斯”探测器一起搭载“天顶”运载火箭从拜科努尔航天中心发射升空，大约经历10至11个半月的飞行后，进入火星轨道。它主要研究火星的电离层及周围空间环境，火星磁场等。
最早登上太空的人
2003年10月15日9时整，随着38岁的中校航天员杨利伟乘坐中国自行设计制造的载人飞船“神舟五号”飞向太空，中国成为继俄美之后第三个将航天员送上太空的航天大国，杨利伟也由此成为中华人民共和国第一位进入太空的太空人。
杨利伟是辽宁省葫芦岛市绥中县人，身高1.68米，中国共产党党员，中国人民解放军少将军衔，特级航天员。历任中国航天员科研训练中心副主任，载人航天工程航天员系统副总指挥，现任中国载人航天工程办公室副主任。他是中国培养的第一代航天员，在中共十七大上当选为中央候补委员，在原空军部队安全飞行1350小时。他从太空返回迈出舱门面对欢呼的迎接人群时说的第一句话是：“这是祖国历史上辉煌的一页，也是我生命中最伟大一天。”
第一位在太空漫步的人
北京时间2008年9月27日16点43分24秒，“神舟七号”航天员翟志刚打开神舟七号载人飞船轨道舱舱门，成功实施空间出舱活动；16点45分17秒，翟志刚在太空迈出第一步，在浩瀚的太空第一次留下中国人的足迹；16点59分，结束太空行走，返回轨道舱；北京时间2008年9月28日，成功返回地球。就这样，翟志刚成为了第一位在太空行走的中国人。
翟志刚，身高1.72米，黑龙江省齐齐哈尔市龙江县龙江镇龙西村人，大学文化、双学士学位。1966年10月10日出生，1985年6月入伍，1991年9月入党，现为中国人民解放军航天员大队二级航天员，副师职，大校军衔。曾任空军试训中心某团飞行教员，飞过歼七、歼八等机型，安全飞行950小时，为空军一级飞行员。1998年1月正式成为我国首批航天员，曾入选我国首次载人航天飞行航天员梯队，2005年6月，入选“神舟六号”载人航天飞行乘组梯队成员；2008年6月，入选“神舟七号”载人飞行乘组，最后终于实现了最先在太空漫步的伟大梦想。
第一颗极地轨道气象卫星
1988年9月7日，中国成功地发射了自行研制的第一颗极地轨道气象卫星。该卫星命名为风云1号，是由航空航天部空间技术研究院研制。卫星运行轨道高度901千米，倾角99度，周期102分钟，可扫描2800千米宽的地带，每天绕地球运行14圈。卫星进入预定轨道后不久，中国的气象地面站就收到了卫星发送的气象信息，接着气象卫星发回第一幅云图照片。
极地轨道卫星，就是同太阳同步轨道。在极地轨道上运行的卫星，可观测到地球表面的任何一点，并且每天飞经地球上任何一点上空的地方时不变，可以获取全球气象资料。风云1号气象卫星上装有两台甚高分辨率扫描辅射仪。共有5个探测通道，可探测白天和夜间的云图，地表图像，海洋水色国家，水体边界，海洋面温度，冰雪覆盖及植被生长，卫星主要任务是获取全球的气象信息，并向全世界气象卫星地面站发送气象资料。此外，这颗卫星还具有探测空中粒子成分的功能，为空间物理研究提供资料。填补了中国应用气象卫星的空白，从而使中国一跃成为世界上继美、俄之后第三个拥有极地轨道气急卫星的国家。
发射的第一颗外国卫星
1990年4月7日，一颗美国制造的卫星被中国研制的运载火箭送上了太空。苏联的塔斯社在报道发射实况时这样描述：“运载火箭喷出绚丽耀目的烈焰，火箭平稳地离开地面并且在几秒钟稳健地进入夜空。”
成功发射这颗卫星的中国西昌发射中心，由指挥控制、测试发射、跟踪测量、通信、气象、技术勤务等6大系统组成。除发射场以外，这座现代化的技术中心和指挥控制中心不仅有世界一流的先进设备，而且有大批训练有素的、经验丰富的操作指挥人员。那被誉为“巨龙天梯”的发射塔，高76.8米，共有11层工作平台，可作180度水平旋转。
这次发射的“亚洲一号”卫星是美国休斯公司制造，由亚洲卫星公司购买和经营的，使用寿命为10年。卫星重量1.25吨，有24个C波段转发器。其80％的用途是电视转播，其他部分将用于公共通信网和专用通信网。
“亚洲一号”卫星的发射成功，打破了美国和西欧的垄断，为中国在卫星国际市场争得了一席之地。
首次获得彗星命名的天文爱好者
2002年2月1日晚，我国天文爱好者，河南开封空分设备厂的张大庆在鲸鱼座独立发现一颗8.5等的彗星。日本业余天文学家池谷熏比他早一个半小时左右也发现了同一颗彗星。
2002年5月20日，张大庆接到国际天文学会小行星彗星中心颁发的证书：他和池谷熏共同发现的那颗新的长周期彗星，被命名为“池谷一张”，编号为C/2002C1。
这是中国业余天文学家的名字第一次出现在彗星命名上。在此之前，新疆的天文爱好者周兴明和这次发现“池谷一张”的张大庆分别都有过一次独立发现，但由于当时通迅手段的局限而上报太晚，错过了命名的时机。张大庆从1991年8月就已开始寻找彗星，到发现这颗彗星的时候，他已经做过518次共676小时的观测。
第一座现代天文台
中国科学院紫金山天文台，1934年由天体物理学家余青松创建，位于南京市东南郊风景优美的紫金山上，是我国自己建造的第一座现代天文台。
紫金山天文台也是我国自己建立的第一个现代天文学研究机构，前身是成立于1928年2月的国立中央研究院天文研究所，至今已有80多年的历史。
紫金山天文台是一座能对恒星、行星、人造卫星、空间天文学等各方面进行研究的综合性天文台。在这里，著名天文学家张钰哲和他的同事们发现并获得国际永久编号和命名权的小行星达102颗。紫金山天文台还保存着一批中国古代珍贵的天文观测仪器，其中包括中国现在仅存的浑仪和简仪等。
紫金山天文台的建成标志着我国现代天文学研究的开始。中国现代天文学的许多分支学科和天文台站大多从这里诞生、组建和拓展。由于她在中国天文事业建立与发展中作出的特殊贡献，被誉为“中国现代天文学的摇篮”。
第一座卫星通信地球站
1987年2月，为保障中国航天通信而兴建的第一座卫星通信地球站，在酒泉卫星发射中心通过国际入网验证。1987年3月5日，国际卫星组织发来专函，正式批准该地球站进入国际卫星空间段。
以前，中国航天通信大多是采用有线和短波联络手段。随着中国航天事业的迅速发展，迫切需要改变航天通信现状。为此，有关部门决定在各卫星发射中心、测控中心和航天测量船、站，建立卫星通信地球站。酒泉卫星发射中心卫星通信地球站，就是中国航天通信网络中第一个建成的卫星通信地球站，利用卫星进行航天通信，不仅能保证话路、报路、跑传、数传线路畅通无阻。提高通话通报质量，还能把火箭卫星发射前的工作状态和发射后的飞行轨道、参数、图像，及时清晰地传输到各观测、控制台站，大大提高航天组织指挥、发射测控的自动化水平。它能保证中国承揽国外用户卫星发射业务的顺利进行。
首个目标飞行器
天宫一号是中国首个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发，由长征二号FT1火箭运载，火箭全长52米，运载能力为8.6吨。天宫一号设计在轨寿命两年。
由于天宫一号是空间交会对接试验中的被动目标，所以叫“目标飞行器”，天宫一号的主要任务之一即为实施空间交会对接试验提供目标飞行器。而之后发射的神舟系列飞船，将称做“追踪飞行器”，入轨后主动接近目标飞行器。
天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段，即掌握空间交会对接技术及建立空间实验室；同时它也是中国空间站的起点，标志着我国已经拥有建立初步空间站，即短期无人照料的空间站的能力。