Vệ tinh này được phóng lên vào lúc 23h 55 phút (giờ Bắc Kinh) bằng tên lửa đẩy Trường Chinh-3B và đã đi vào quỹ đạo dự kiến. Đây cũng là sứ mệnh thứ 565 của dòng tên lửa đẩy Trường Chinh.
Thiên Liệm II-04 là vệ tinh chuyển tiếp dữ liệu địa tĩnh thế hệ thứ hai của Trung Quốc. Vệ tinh này sẽ cung cấp dịch vụ chuyển tiếp dữ liệu và TT&C bao gồm đo đạc từ xa, theo dõi và điều khiển cho các phương tiện có người lái trong không gian như tàu vũ trụ và trạm vũ trụ, các vệ tinh quan sát tài nguyên ở quỹ đạo trung và thấp của Trái đất, đồng thời TT&C hỗ trợ phóng tàu vũ trụ.