对接过程分为8个步骤：
第一步是“相撞”.在惯性作用下,8吨重的“神舟八号”与8．6吨重的“天宫一号”以每秒0．2米左右的速度进行相撞,当“神舟八号”上的主动对接机构碰撞上“天宫一号”上的被动对接机构,对接过程正式开始.
第二步是“捕获”.当“神舟八号”主动对接机构上的对接环,接到失衡传感器发出对接指令信号后,6根滚珠丝杆就会向外推出200多毫米,对接环上安装的3对捕获锁,撞到“天宫一号”被动对接机构相对应的卡板器,就会被牢牢卡住.
第三步是“缓冲”.“神舟八号”对接环受到撞击后,将会通过一套传动机构,联向对接机构上的摩擦自动器和电磁阻尼器,分别吸收纵向和横向的撞击能量,进行缓冲.碰撞、捕获、缓冲三个步骤共需要大约60秒时间.
第四步是“校正”.当“神舟八号”成功捕获“天宫一号”并实施缓冲后,“神舟八号”对接环的6根滚珠丝杆继续往外推至300毫米,同时对两个航天器的姿态、位置和偏差等进行强行校准,校准时间约需80秒.
第五步是“拉近”.校准后,“神舟八号”对接环的6根滚珠丝杆缓缓收缩,将两个飞行器“拉近”,这一过程约需240秒.
第六步是“拉紧”.“神舟八号”和“天宫一号”的对接面上,分别安装了6组共12把对接锁,每把对接锁的拉力达3吨.当两个飞行器被拉近后,两个对接面的12把对接锁一一相扣.
第七步是“密封”.两个飞行器拉紧后,对接机构上的驱动电机将带动钢丝绳系统,将两个连接器面上的密封圈压缩,保持密封.
第八步是“刚性连接”.通过对接锁使两个连接器贴合,实现“刚性连接”,将两个航天器组合成一体.拉紧、密封和刚性连接共需220秒.
