據中國載人航天工程辦公室消息，神舟十三號載人飛船入軌后順利完成入軌狀態設置，於北京時間 2021 年 10 月 16 日 6 時 56 分，採用自主快速交會對接模式成功對接於天和核心艙徑向端口，與此前已對接的天舟二號、天舟三號貨運飛船一起構成四艙（船）組合體，整個對接過程歷時約 6.5 小時。
這也是中國載人飛船在太空中實施的首次徑向快速交會對接。按任務實施計劃 ，3 名航天員隨後將從神舟十三號載人飛船進入天和核心艙。
為何在此次任務中，要採用這種突破性的對接方式，全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩向環球時報記者表示，這與當前中國空間站的構型有很大關係。
在 10 月 14 日舉行的神舟十三號載人飛行任務新聞發布會，中國載人航天工程新聞發言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹稱，與神舟十二號任務相比，神舟十三號任務有幾方面的不同，其中之一就是載人飛船將採用自主快速交會對接的方式，首次徑向停靠空間站，而屆時中國空間站將實現核心艙 、2 艘貨運飛船 、1 艘載人飛船共 4 個飛行器組合運行。
龐之浩稱，為了使航天器易於運動控制，其構型要保證主結構和質量分佈盡量對稱、緊湊，確保航天器的質心居中，從而減少因姿態控制所消耗的能量。俄羅斯的和平號空間站就曾因對接了多個實驗艙后出現不對稱的情況，使質心不居中，導致為了控制姿態消耗了較多能量。而目前，中國空間站由 4 個飛行器組合而成的，天和核心艙的兩端都對接了貨運飛船，空間站要保持正常三軸穩定對地姿態，神舟十三號載人飛船就需要在軌道面內沿軌道半徑方向實現徑向對接。
然而這種對接方式雖然只是將飛船的方向變了 90 度，但是對接的難度卻大了不少。
中國航天科技集團五院的專家表示，實現徑向交會對接主要有“三個難”：
一是持續控制姿態和軌道“難”。對於前向、後向交會對接，其 200 米保持點是一個穩定的保持點，即使發動機不工作，飛船也能較長時間保持穩定的姿態和軌道。而徑向交會沒有穩定的中途停泊點，需要持續對飛船的姿態和軌道進行控制，推進劑消耗大，故障處置難。
二是姿態和相對位置確定“難”。神舟載人飛船配有敏感器，它就如同飛船的眼睛，通過觀察星星和預設的標誌點等來確定自己的飛行姿態、與空間站的相對姿態相對位置等。但由於徑向交會過程中，飛船需由平飛轉豎飛等大範圍的姿態機動，所以對“眼睛”能看到目標和保證“眼睛”不會被複雜光照變化所干擾提出了更高要求。
三是航天員手控交會模式“難”。徑向交會對接過程中基本失去了地球這個最熟悉的參照基準，測控條件變差，且相對動力學運動特性與前向交會不同，這給手控交會模式下航天員的操作增加了難度。
據了解，此次徑向交會對接整個過程都是在制導導航與控制 （GNC） 系統指揮下，飛船智能自主完成的。徑向交會和前向交會都是中國空間站載人飛船正常的交會方式，會在未來空間站載人交會對接任務中交替使用。龐之浩向環球時報記者表示，掌握徑向對接能力，可以確保中國空間站同時對接多個航天器，以完成不同批次航天員在軌交接班的任務，滿足中國空間站不間斷長期載人生活和工作的需求。