"Mariner 3" buvo identiškas po trijų savaičių paleistam „[[Mariner 4]]“.
Tyrimų įrangą sudarė 6 jutikliai. Saulės jutiklujutikliu buvo galima matuoti [[saulės vėjas|saulės vėjo]] krūvinių dalelių kiekį ir krūvį. Spinduliuotės detektoriumi buvo planuojama tirti Van Aleno [[radiacija|radiacijos]] juostas aplink Žemę, ieškoti panašių darinių aplink Marsą ir tarplanetinėje erdvėje. Jonizacijos kamera ir Geigerio-Miulerio vamzdis turėjo pasitarnauti matuojant krūvinių dalelių sąlygojamą [[jonizacija|jonizaciją]], bei nustatant šių dalelių kiekį. „Mariner 3“ taip pat buvo sumontuotas kosminių spindulių [[teleskopas]] trijų energijos grupių [[protonas|protonams]] registruoti. Taip pat kosminiame aparate buvo sumontuotas kosminių dulkių jutiklis bei [[kamera]], turėjusi fotografuoti Marso paviršių.
Ryšių įrangą sudarė aparato viršuje įrengta 1168 mm skersmens didelio jautrumo parabolinė [[Antena (radijas)|antena]] ir bekryptė žemo jautrumo 2235 mm aukščio stiebo formos antena pritvirtinta virš parabolinės antenos.
