בארטמיס 3 ישוגרו ארבעה אסטרונאוטים על סיפון חללית האוריון, יחד עם נחתת נפרדת. שניים מהאסטרונאוטים יבצעו נחיתה על אדמת הקוטב הדרומי של הירח בזמן שהשניים האחרים יישארו באוריון במסלול היקפי סביב הירח.[2] שני האסטרונאוטים שינחתו, וביניהם האישה הראשונה על הירח, צפויים לשהות על פני השטח כשבוע ויבצעו עד ארבע הליכות חלל על אדמת הירח, יערכו ניסויים ותצפיות מדעיות וכמו כן יאספו דגימות של מי קרח הנמצאים באזור זה של הירח. לפני נחיתת ארטמיס 3, יונחת מראש באזור הנחיתה ציוד הכולל רובר בו יוכלו האסטרונאוטים לנוע אל מרחקים של מספר קילומטרים מאתר הנחיתה.
חללית
במאי 2019 בחרה נאס"א ב-11 חברות אותן תממן במטרה לפתח נחתת. הנחתת תהיה רב מערכתית ותכלול "מערכת העברה" (אל מסלול ירחי נמוך), "מערכת נחיתה" אשר תיקח את הצוות אל פני השטח של הירח, ו"מערכת המראה" אשר תטיס את הצוות בחזרה אל חללית האוריון. לאחר ארטמיס 3, הייעוד הוא להפוך את מערכות אלו לרב פעמיות ולעשות בהן שימוש חוזר ובכך להוריד עלויות.[3]
תכנון ופיתוח
בדצמבר 2017, עם אשרור הצו "Space Policy Directive 1" שאותו יזם ממשל טראמפ, הוקמה תוכנית למשימות מאוישות אל הירח, שמאוחר יותר קיבלה את השם "תוכנית ארטמיס". במסגרת תוכנית זו הוחלט כי יעשה שימוש בחללית האוריון עבור המשימות וכי תוקם תחנת חלל מסביב לירח (Lunar Gateway). תחילה נקראה המשימה "Exploration Mission-3" (משימת מחקר 3) ומטרתה הייתה לשלוח ארבעה אסטרונאוטים למסלול אליפטי סביב הירח ולהציב את המודולים הראשונים כחלק מתחנת החלל הירחית.[4] במאי 2019, שונתה תוכנית משימה זו ונקבע שהמודולים שתוכננו להיות משוגרים במשימה זו, ישוגרו בנפרד על ידי משגר מסחרי. כמו כן שונה אז גם שמה של המשימה לארטמיס 3 ומטרתה המעודכנת הייתה לבצע נחיתה מאוישת כאשר ארבעה אסטרונאוטים ישוגרו בחללית האוריון, יעגנו בתחנת החלל הירחית אשר תהיה מינימלית ביותר ותורכב ממודול אספקת כוח והנעה ומודול עגינה ומגורים ולאחר מכן שניים מהאסטרונאוטים יבצעו נחיתה אל פני השטח באמצעות נחתת אשר תעגון בתחנה מראש.[5] בתחילת 2020 שונתה שוב תוכנית המשימה וננטש רעיון העגינה של האוריון והנחתת בתחנת החלל הירחית ובמקום זאת הוחלט שתבוצע נחיתה ישירה.[6][7]