La Zond 3 formaba parte del programa soviético Zond, y fue la primera de este programa que completó su misión, tras el fracaso de la Zond 1 y la Zond 2, tomando numerosas fotografías de la superficie de la Luna.
Lanzado el 18 de julio de 1965 fue el primer radiotelescopio lanzado al espacio.
Llevaba también un motor iónico experimental.
Una vez en órbita terrestre, fue enviada desde una plataforma Tyazheliy Sputnik (65-056B) hacia la Luna.
Después del sobrevuelo lunar, la Zond 3 continuó la exploración del medio interplanetario en una órbita heliocéntrica.