Radziecka sonda Marsa zawierająca lądownik i człon orbitalny, ostatnia z trzech wysłanych w oknie startowym roku 1971.
Pierwsze miękkie lądowanie na Marsie.

Rakieta nośna Proton, masa sondy 4650 kg, masa lądownika po odłączeniu: 1210 kg, po lądowaniu: 358 kg.
Aparatura naukowa lądownika zawierała dwie kamery panoramiczne, spektrometr masowy do analizy składu atmosfery, czujniki temperatury, ciśnienia i sily wiatru  oraz miniaturowy pojazd kroczący połączony z lądownikiem 15-metrowym kablem. Pojazd o kryptonimie PROP-M zawierał urządzenia do badania fizyczno-mechanicznych właściwości gruntu, pomiary miały być dokonywane co 1,5 m w polu widzenia kamer lądownika.

Przebieg lotu:
Start nastąpił 28 maja 1971 r. o godz. 15:26:30 UT.
Sonda pomyślnie została wprowadzona na trajektorię międzyplanetarną, na której przeprowadzono trzy korekty w dniach 8 czerwca, 14 listopada i 2 grudnia 1971 r.
2 grudnia 1971 r. o godz. 09:14 od sondy oddzielił się lądownik, o  09:29 włączono jego silnik, który skierował lądownik ku planecie. O 13:44 rozpoczęło się hamowanie aerodynamiczne w atmosferze.
2 grudnia 1971 r. o godz. 13:47 lądownik Marsa-3 jako pierwszy aparat wysłany z Ziemi dokonał miękkiego lądowania w rejonie o współrzędnych 45°S 158°W.
O godz. 13:50:35 kamery lądownika rozpoczęły fotografowanie panoramy, jednak sygnał urwał się po 20 sek. i żadnych informacji już z lądownika nie uzyskano. Retransmisja tego 20-sekundowego przekazu z członu orbitalnego w dniu 5 grudnia nie poprawiła sytuacji: obraz przesłany z lądownika był nieczytelny. Późniejsze próby rekonstrukcji tego obrazu nie są w pełni wiarygodne. Prawdopodobną przyczyną awarii aparatury lądownika była szalejąca od września potężna burza pyłowa, nie wyklucza się też uszkodzeń mechanicznych przy lądowaniu lub wyładowań elektrostatycznych na antenie nadawczej.
2 grudnia 1971 r. człon orbitalny Marsa-3 przy pomocy silnika hamującego wszedł na orbitę wokół planety, stając się trzecim po Marinerze-9 i Marsie-2 sztucznym satelitą Marsa. Parametry orbity wynosiły 1500 x 190 700 km, i = 48,9° T = 15 840 min (264 h czyli 11 dni) i znacznie odbiegały od zaplanowanej. Fotografie powierzchni Marsa wykonane przez człony orbitalne obu radzieckich sond okazały się przeeksponowane z powodu niewłaściwie obliczonych parametrów naświetlania. Po kilku próbnych seriach zdjęć z fotografowania zrezygnowano. Praca Marsa-3 na orbicie zakończyła się równocześnie z pracą Marsa-2 po wyczerpaniu zapasów azotu do silniczków sterowania w  dniu 23 sierpnia 1972 roku.

10.03.2013 amerykańska sonda Mars Reconnaissance Orbiter wykonała zdjęcie, na którym zidentyfikowano lądownik i inne elementy Marsa-3.