ماموریت مدارگرد ماه ۳ شناسایی مکان‌های فرود احتمالی برای فضاپیمای سورویور و آپولو بود تا امنیت محل فرود را تایید کند.
۴ فوریه ۱۹۶۷ مدارگرد ماه ۳ از مجتمع کیپ کاناورال توسط ناسا به فضا پرتاب شد. مأموریت این مدارگرد شناسایی مکان‌های فرود احتمالی برای فضاپیمای سورویور و آپولو بود تا امنیت محل فرود را تأیید کند. مدلرگرد همچنین به تجهیزات جمع‌آوری داده‌های سلنودتیک، شدت تابش و برخورد ریزشهاب‌ها مجهز شده بود.
فضاپیما داده‌ها و تصاویر را از ۱۵ تا ۲۳ فوریه ۱۹۶۷ به‌دست آورد و بازخوانی آن تا ۲ مارس ۱۹۶۷ ادامه یافت. مکانیسم پیشروی فیلم، رفتار نامنظمی را در این دوره نشان داد. این امر باعث شد که تصمیم برای شروع بازخوانی فریم‌ها، زودتر از زمان برنامه‌ریزی‌‌شده انجام گیرد.
فریم‌ها با موفقیت خوانده شدند تا اینکه در ۴ مارس، موتور پیشروی فیلم سوخت و حدود ۲۵ درصد از فریم قابل خواندن نبود.
درمجموع ۱۴۹ فریم با وضوح متوسط و ۴۷۷ فریم با وضوح بالا به زمین بازگردانده شد. اطلاعات شامل چارچوبی از محل فرود سورویور ۱ بود که امکان شناسایی موقعیت فضاپیما را در سطح فراهم می‌کرد. محل فرود آینده آپولو ۱۴ که شامل دهانه مخروطی بود، توسط مدارگرد عکس‌برداری شده است.
داده‌های دقیق از تمام آزمایش‌های دیگر در طول مأموریت به‌دست آمد. این فضاپیما پس از آن برای اهداف ردیابی مورد استفاده قرار گرفت تا زمانی که در ۹ اکتبر ۱۹۶۷ به سطح ماه برخورد کرد.
