自进驻空间站以来，神舟二十一号乘组在轨驻留约7个月，创造了中国航天员乘组在轨驻留时间的新纪录。此次“太空出差”期间，乘组在多个领域取得重要成果，为后续航天任务积累了宝贵经验。
在空间科学与应用方面，乘组实现了国内首次小鼠空间密闭在轨饲养。这一突破为未来开展空间哺乳动物实验奠定了坚实的技术基础，有助于深入研究空间环境对生物体的影响。同时，在轨成功生成低缺陷硒化铟晶体，相关技术已应用于地面高性能场效应晶体管原型器件的制备，且器件性能显著优于同类地面产品，推动了空间材料科学的发展。
航天医学领域同样成果丰硕。乘组通过智能识别面部微活动，实现了在轨生理指标的非接触式检测，并初步构建了航天员运动疲劳评估模型。这一模型能够更精准地评估航天员的身体状态，为保障航天员在轨健康和任务执行提供了重要支持。
航天技术领域也取得多项突破。乘组首次在轨实现樱桃番茄和小麦的气雾培养，验证了相关关键技术的可行性，为未来长期太空驻留的物资自给提供了新的思路。成功实现新型离子液体推进剂在轨点火，并获取了催化点火和持续燃烧过程的动态光学信息，为新型推进剂的研发和应用提供了重要数据。
在任务执行过程中，神舟二十号飞船返回舱因舷窗疑似遭空间微小碎片撞击，以无人状态返回。神舟二十一号乘组在神舟二十号飞船返回前，对对接通道及舱门状态进行了细致检查，系统整理、打包了下行物品及废弃物，并对下行物资进行转移和固定。2026年1月19日，神舟二十号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。
2026年5月，乘组完成了天舟九号货运飞船撤离前的各项准备工作，并送别天舟九号。5月11日，天舟十号货运飞船从文昌航天发射场点火升空，乘组签收了由天舟十号送来的近6.2吨物资，并开展物资清点和转移工作，确保了空间站物资的充足供应。
