2002年3月25日发射升空，4月1日返回，耗时6天零18个小时。
“神舟”三号飞船搭载了“模拟人”，模拟航天员呼吸和血液循环系统中的心律等多种太空生活的重要生理活动参数，为未来航天员进入太空提供可靠的数据。飞船改进和完善了包括伞系统在内的一系列与航天员安全性相关的措施和功能。
实验：“神舟”三号搭载物有鸡蛋空间孵化箱、天曲母菌，还有4个细胞样品，其中有两个样品可产生抗天花粉蛋白抗体和抗衣原体类性病的抗体——这些研究成果将有利于进行生物药物研发，包括治疗艾滋病药物。
| 发射时间：2002年3月25日22时15分 |
| 发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行，自1996年10月以来，我国运载火箭发射已经连续24次获得成功。 |
| 飞船进入轨道所需飞行时间：火箭点火升空10分钟后，飞船成功进入预定轨道 |
| 返回时间：2002年4月1日 |
| 发射地点：酒泉卫星发射中心 |
| 着陆地点：内蒙古自治区中部地区 |
| 飞行时间/圈数：6天零18小时/108圈 |
| 搭载物品：处于休眠状态的乌鸡蛋；进行空间试验的有效载荷公用设备十项，四十四件之多，包括：卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍，微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验；空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验；其余设备均是首次在太空作试验。 |
| 试验项目：“神舟”三号是一艘正样无人飞船，飞船技术状态与载人状态完全一致。这次发射试验，运载火箭、飞船和测控发射系统进一步完善，提高了载人航天的安全性和可靠性。飞船上装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人，能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。这次发射，逃逸救生系统也进行了工作。这个系统是在应急情况下确保航天员安全的主要措施。飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常，验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统。 | |