2021年4月29日，天和核心艙發射升空，中國載人航天工程正式進入天宮空間站階段。5月29日，負責為神舟十二號運送物資的天舟二號貨運飛船先行抵達中國空間站，為太空人的到來做好準備。
神舟十二號是距離上一次載人飛行任務神舟十一號已經過去4年半時間，這也是自神舟五號載人飛行以來的最大間隔。作為太空站關鍵技術驗證階段的首次載人飛行任務，神舟十二號計畫於2021年6月發射，同年9月返回，任務長度約3個月。這一長度介於神舟十一號任務的2人1個月與後續太空站時代神舟飛船通常的3人6個月的長度之間，這是為了驗證原定於天宮三號空間實驗室進行的再生循環式生命保障系統技術。天宮三號曾為此設計3人40天中期在軌駐留任務[3]，而神舟十二號的任務時間則適當延長至3人3個月，以便更好地過渡到後續任務。
神舟十二號乘組為「兩老帶一新」，由兩位第一批太空人聶海勝（指令長）、劉伯明和一位第二批太空人湯洪波組成。其中56歲的聶海勝曾在2005年執行神舟六號任務，在2013年執行神舟十號任務，期間到訪天宮一號；54歲的劉伯明曾在2008年執行神舟七號任務，當時他與翟志剛一同完成了中國首次艙外活動[4]；45歲的湯洪波則是首次執行任務，不過他也曾入選神舟十一號備份乘組。
另外，神舟十二號也同步公布了備份乘組，這也是太空站階段載人飛行任務唯一一次公布備份乘組。神舟十二號備份乘組由翟志剛、王亞平和葉光富組成，三人後來執行了神舟十三號任務。事實上，太空站關鍵技術與驗證階段和建造階段的4次飛行任務，即神舟十二號至神舟十五號的乘組是在2019年12月一同選拔完成的，各任務採取「滾動備份」，因此前次任務的備份乘組即是下次任務的飛行乘組。
神舟十二號飛船至神舟十五號飛船的4艘飛船為同一批次並行批產，這是神舟飛船自神舟八號至神舟十號批量生產的3艘飛船後的第二次嘗試。