Он был выполнен в форме конуса длиной 3,57 м с диаметром основания 1,73 м и общей массой 1327 кг, из которых на научную аппаратуру приходилось 968 кг.

Приборы спутника изучали состав атмосферы на высотах полёта, определяли концентрацию заряженных частиц космических лучей, плотность энергии магнитного поля, частоту встречи с микрометеоритами. Был открыт внешний радиационный пояс Земли.

Впервые бортовая аппаратура принимала и исполняла команды, переданные с Земли. Третий искусственный спутник Земли был снабжён специальными передающими устройствами, позволяющими производить замеры координат его траектории. Сильно вытянутая орбита с минимальным расстоянием от Земли 226 км, а максимальным — 1881 км позволила уже в 1958 году определить безопасные для полёта человека высоты орбит. Пробыв на орбите 692 дня и совершив 10035 витков на орбите, «Спутник-3» вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел 6 апреля 1960 года.

Запуск третьего искусственного спутника Земли открыл новый этап и новые возможности в проведении широких научных исследований в изучении космического пространства, стал мировым достижением учёных, инженеров и конструкторов нашей страны.

Макет Третьего искусственного спутника Земли, выполненный в масштабе 1:3, находится в нижнем зале Урании.