1967. április 17-én a NASA elindította a Surveyor–3 űrszondát a floridai Cape Kennedy (ma Cape Canaveral Űrerőbázis) indítóállásából. Ez volt a harmadik űreszköz a Surveyor-programban, és a második, amely sikeres, "puha" (soft landing) leszállást hajtott végre a Hold felszínén. Elődje, a Surveyor–2 sajnos lezuhant, és nem tudta teljesíteni küldetését. A Surveyor–3 fő feladata a Hold felszínének vizsgálata volt. Küldetése során több mint 6 300 fényképet készített és továbbított vissza a Földre, részletes képet nyújtva a talaj szerkezetéről, felszíni formákról és az esetleges leszállási helyek jellemzőiről – ezzel közvetlenül hozzájárulva a későbbi Apollo-holdraszállások tervezéséhez.
A Surveyor-program során összesen hét űrszondát küldtek a Holdra 1966 és 1968 között. Ezek közül öt hajtott végre sikeres, puha leszállást. A szondák automatikus robotjárművek voltak, amelyek a következő feladatokat látták el:
- A talaj keménységének, összetételének és viselkedésének vizsgálata,
- Optikai felvételek készítése,
- A leszállás és működés technológiájának kipróbálása.
Ezek az adatok kulcsfontosságúak voltak az Apollo-program számára, különösen az első emberes holdraszállás, az Apollo 11 (1969) előkészítésében.
Érdekesség, hogy 1969 novemberében az Apollo 12 holdkompja nem messze szállt le a Surveyor–3-tól.
A két űrhajós, Charles Conrad és Alan Bean ellátogatott a korábbi szondához, és visszahozott néhány alkatrészt (köztük egy kamerát) a Földre elemzés céljából – ez volt az első alkalom, hogy emberek egy másik ember alkotta eszközt látogattak meg egy másik égitesten.
