随着天宫二号绕地飞行的圈数不断增加，它出现在天文观测爱好者视野之内的机会也日渐增多。在俄罗斯天文爱好者创建的“ASTRO”论坛上，天宫二号的身影多次引发新话题，由于论坛有不少外国天文爱好者的网页链接，因此可看到不乏其他国家天文爱好者谈及或拍摄到天宫二号身影。
网友施佩塞尔在9月17日天宫二号升空两天后便发帖说：“已经发布了。”在其提供的链接网页上，地面天文观测者记录的天宫二号多项飞行数据以每日更新的方式呈现：例如在10月中旬某天，天宫二号的近地点高度为379公里，远地点高度389公里，轨道倾角42.7855度，每日绕地圈数约为15.61圈。此外，还有轨道偏心率、近地点幅角等只有天文发烧友才能通晓的一串数据。
而在施佩塞尔提供的另一个网页上，天宫二号每天都穿行于神话般的星座世界中。例如天宫二号于格林尼治时间10月13日凌晨1时许（北京时间同日9时许），在大约10分钟内，从西南至东北方向，先后从摩羯座、飞马座、蝎虎座、仙后座和鹿豹座近旁飞过。
网友罗曼诺夫·飞利浦在9月22日留言道：“天宫二号正从蛇夫星座Z星前面飞过。”他提供的一个视频链接显示，在网友凯文·费特拍摄的夜空中，天宫二号闪动着亮光，在镜头中从右至左，在赤道带星座蛇夫座的一颗耀眼亮星下方高速飞过。天文迷琼·卡罗利忙问道：“你用什么装备拍了这么棒的视频？”“加了单反镜头的微光摄像机，”费特不无得意地回答。
没过多久，飞利浦又贴出了网友福特·戴维斯拍摄的照片：在紫红色的夜空中，满天繁星闪动着淡蓝的亮光，天宫二号则在北极星所在的小熊星座前一掠而过。由于戴维斯在拍摄时用了慢速快门，因此天宫二号的身影在夜空中留下了一道笔直的明亮轨迹。
而在10月11日，天文发烧友保罗·梅利贴出了一张奇特的照片。在美国亚利桑那州的沙漠中，一株仙人柱高高耸立，天宫二号拖着明亮的轨迹线横向划过深蓝的夜空。与此同时，两颗铱卫星恰巧在天宫二号轨迹线的右侧纵向飞越星空并留下两道平行的轨迹线，从而在星辰间“书写”下一个向左卧倒的“士”字。
但也不是所有天文爱好者都有机会一睹天空二号的风采。网友亚历山大·列普诺伊不无遗憾地说，根据计算，“在9月16日晚上，我应该有机会同时观测到天宫一号和天宫二号空间实验室，但不知为什么，无论我用肉眼还是拿两架望远镜都没看到它们。但在这天晚上，我用肉眼看到在西南方地平线上空不高的位置有一个忽明忽暗的飞行物，明亮时其亮度超过一等亮星。太空轨道（Space track）网站说，那是昨天发射了天宫二号的长征二号F运载火箭的碎片”。
列普诺伊说，这块碎片不久后会落入地球稠密大气层化作灰烬，因此这是看到它的唯一机会。基辅时间9月28日凌晨，“我终于看到了天宫一号空间实验室，当时它正在南方地平线上空掠过天兔座。当时它的亮度相当于一等亮星，用肉眼就能看到。但愿我能同时观测到中国的天宫一号和天宫二号”。（栾海）
