分光计、辐射传感器(盖革-穆勒计数管和闪烁计数器)、带电粒子探测器、磁强计和微流星体探测器，还安装了一台实验性的离子推力器。
历程.1965年7月18日世界时14时38分，探测器3号从拜科努尔航天发射场发射升空，并被调整到从金星1A号(65-056B)的环地轨道飞往月球和行星际空间。这次飞行的另一主要任务，就是再次测试1963年晚未成功的火星与地球间的遥控通信。7月20日，大约在发射35小时后，探测器3号从距月球最接近的9219公里(5728英里)处飞过，拍摄了月表25张可见光