神舟二号飞船顺利完成预定空间科学和技术试验任务后，2001年1月16日19时22分在内蒙古中部准确返回、成功着陆，标志着我国载人航天工程第二次飞行试验取得圆满成功。
        神舟二号飞船于1月10日凌晨由“长征二号F”运载火箭发射升空。飞船按照预定轨道环绕地球108圈，在太空飞行近7天。
        飞船在轨运行期间，北京航天指挥控制中心统一调度、指挥分布在三大洋的四艘“远望号”航天测量船及各有关地面测控站，按照预定的测控方案，对飞船进行了持续跟踪、测量与控制。飞船在太空成功地实施了太阳能帆板展开、轨道机动、姿态确定等数百个动作。飞船绕地球飞行第十四圈时，按照飞行控制计划，船上变轨发动机点火工作，飞船按预定计划由椭圆轨道进入圆轨道。12日和15日，北京航天指挥控制中心又成功地对飞船实施了轨道维持。
        北京时间1月16日18时33分，当环绕地球运行最后一圈的神舟二号飞船飞临南大西洋海域上空时，在那里待命的“远望三号”航天测量船向其发出了返回命令。飞船随即建立返回姿态，返回舱与轨道舱分离，制动发动机点火，开始从太空向地球表面返回。经过大约半小时后，飞船穿越大气层，在内蒙古中部草原上成功着陆。担负飞船回收任务的卫星测控中心着陆场站及时发现了目标，在陆军航空兵部队的配合下，对飞船返回舱进行了及时回收。
        据了解，飞船在轨飞行期间，各种试验仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量宝贵的飞行试验数据和科学资料，圆满完成了预定试验任务。飞船返回舱将在近日运回北京，由科技人员对飞船本身及装载试验项目进行技术分析和科学研究。飞船轨道舱继续在轨运行并进行有关的空间科学和应用试验。
        神舟二号飞船自主飞行期间，进行了半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长实验；进行了蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长实验；开展了植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间效应实验。
        有关专家称，神舟二号飞船的成功发射和返回，表明我国载人航天工程技术日臻成熟，为最终实现载人飞行奠定了坚实基础。同时，利用飞船有效载荷开展的一系列空间科学试验，是我国首次在自己研制并发射的飞船上进行多学科、大规模和前沿性的空间科学与应用研究。这标志着我国空间科学研究和空间资源的开发进入了新的发展阶段。