“历经千难成伟业，人间万事出艰辛。”2013年4月，经过3轮选拔5次考核，张晓光以优异的成绩，成功入选“神十”任务飞行乘组。
2013年是中国载人飞行第十个年头，“十全十美”看“神十”成为美好的祝福和期盼。张晓光暗下决心，实现“十全十美”，自己必须做到“十拿十稳”。
在地面很容易做到的事情，在太空就变得很复杂。为确保“神十”任务的数十项空间实验圆满成功，他把各项实验怎么做，每一步如何操作，实验相关的每一项数据，都烂熟于心，倒背如流；还把试验流程制成300多份卡片，让科研人员随机抽点；即使是一些简单试验操作，他都要练上几十遍甚至上百遍。在15天的飞行时间里，他和聂海胜、王亚平一起，圆满完成了各项空间实验任务，获取了可贵的数据资料。“他是我见过最执着的人。”战友聂海胜说，“哪里训练有缺陷，他就刻苦地练，直至完美。”
“神十”任务的最大亮点是首次太空授课。而张晓光主要承担摄像任务。太空不是地面，在失重环境下，人体无法像地面一样稳定站立，要把长达40分钟的太空授课完美呈现出来，这对从未摸过摄像机的张晓光来说，无疑是不小的挑战。
“追求梦想的过程，也是弥补缺失的过程”。他坚持从最简单的摄像技巧学起，一有时间就把摄像机拿在手里研究机理，练习拍摄，晚上再把拍摄的录像一帧一帧回放，请专业摄像师进行分析指导。两个月下来，他的眼睛常常发酸发胀，摄像技术已达到了专业摄像师的水平。
为充分设想太空失重环境，他在模拟舱内一次又一次进行试拍，每一个角度手在哪儿、脚在哪儿全部进行精确定位。太空授课40分钟，在地面练习他总要练到1个小时。有人劝他：“摄像师是幕后工作，按照要求正常完成就可以了，还是别太累了。”他却坚持：“太空授课要直播，决不能因为摄像问题影响太空授课的整体效果。”
2013年6月20日10时06分，张晓光通过镜头，把王亚平太空授课的美妙场景传递到地面，不论是对实验本身的记录，还是对主讲人拍摄角度的选择，都处理得非常到位，他也成为了我国第一名太空摄像师。中央电视台负责直播的摄像师情不自禁竖起大拇指，直夸张晓光“太专业！”
俗话说，天上一日地下一年。张晓光真的是用了15年的坚持换来了15天的太空飞行。为了梦想，所有的坚持都是值得的。穿在身上的航天服，左边是国旗，右边是“神十”任务标，他感觉非常自豪。回顾15年追梦路上的坎坷，他显得非常淡定。他说：“如果说成功是生活的一部分，那么挫折也是；成功者其实不仅是从不失败的人，更是从不放弃的人。”