Kontaminační monitor CMP
Soubor přístrojů CMP (Contamination Monitor Package) sloužil k měření množství zbytkových plynů a dalších částic, které se mohou v průběhu letu hromadit v nákladovém protoru a snižovat efektivitu optických pozorovacích přístrojů. Hlavním detektorem byly křemenné mikrováhy, schopné registrovat nanogramová množství ulpívajících částic. (Podobné zařízení bylo před časem i na Saljutu 6 - Nanovesy.) Přístroj měl rozměry 305 x 178 x 178 mm a hmotnost 7,7 kg.

Detektor mikrometeoritů MFE
Zařízení MFF (Microabrasion Foil Experiment) sloužilo k měření počtu, hustoty a chemického složení mikrometeoritů, sestávalo z 1 m2 umělohmotné fólie, polepené 50 kusy hliníkové fólie různých tlouštěk. Při poletové analýze se hledaly krátery na leštěném povrchu hliníku, připadně částice, uvízlé v umělohmotné podložce. Tento zcela pasívní experiment o hmotnosti 1 kg byl prvním zahraničním. užitečným zatížením na raketoplánu (experiment připravila univerzita v Kentu, Anglie).

Palubní kultivátor PGU
Kultivační zařízení PGU (Plant Growth Unit) je prototypem amerického zařízení na pěstování vyšších rostlin ve stavu beztíže, připravovaného pro laboratoře Spacelab. Pro let STS-3 bylo použito 6 kultivačních komor, z nichž každá obsahovala 16 rostlin (semenáčky borovice, fazole, oves). Studovala se zejména tvorba ligninu, který je důležitým stavebním prvkem těla rostlin. Komory byly umístěny na obytné palubě.

Přístroje pro studium plazmatu PDP
Soubor PDP (Plasma Diagnostics Package) byl umístěn na plošině tak, aby mohl být uchopen kanadským dálkovým manipulátorem a umísťován až do vzdálenosti 13,5 metru od raketoplánu. Zařízení válcového tvaru o průměru 1070mm, délce 660mm a hmotnosti přibližně 160 kg, neslo přístroje pro měření elektrických a magnetických polí, hustoty a energie částic v plazmatu. Šlo vlastně o "upoutaný subsatelit", neboť údaje byly přenášeny na raketoplán rádiovou cestou na frekvenci 400,65 MHz.

Zařízení pro průzkum indukované atmosféry SSIA
Zařízení SSIA (Shuttle-Spacelab Induced Atmosphere), vybavené polarimetrem a fotometrem, zjišťovalo rozptyl slunečního záření na plynech, unikajících během letu z raketoplánu a vytvářejících lokální atmosféru kolem nákladového prostoru. Podobné zařízení bylo v provozu na stanici Skylab. Zařízení SSIA o hmotnosti 82 kg bylo výkyvně zavěšeno na plošině, aby mohlo zkoumat prostředí v různých směrech.

Sluneční rentgenovský polarimetr SPXP
Zařízení SFXP (Solar Flare X-Ray Polarimeter) sestává ze tří nezávislých xenonem plněných plynových proporcionálních počítačů s lithiovými dispersními prvky, vzájemně stočenými o 120°, aby bylo možno vyhodnotit polarizaci rentgenového záření, vznikajícího ve slunečních erupcích. Přístroj byl zaměřován na Slunce orientováním celého raketoplánu (na ploše byl namontován pevně). Hmotnost zařízení činila 209 kg.

Detektor slunečního ultrafialového záření SUSIR
Detektor SUSIR (Solar Ultraviolet Spectral Irradiance Monitor) sestával ze dvou identických spektrofotometrů a zabudovaného kalibračního zdroje ultrafialového záření. SUSIR měl stanovit s dosud nejvyšší přesností množství energie, dopadajícího v oblasti ultrafialového záření ze Slunce na Zemi (tzv. sluneční konstantu). Přístroj o hmotnosti 69 kg byl jediným, na kterém v průběhu letu došlo k závažné závadě.

Zkoušky tepelné izolace TCE
Účelem experimentu TCE (Thermal Canister Experiment) byl vývoj dokonalejších metod tepelné regulace budoucích přístrojů pomocí pasívních a poloaktivních prvků (izolačních vrstev, nátěrů, tepelných mostů realizovaných teplovodnými trubicemi, plněnými čpavkem). V průběhu letu byl vnitřní prostor experimentálního zařízení o rozměrech 3 x 1 x 1 m a hmotnosti 365 kg udržován na teplotě 5 až 20°C, i když teplota hliníkového povrchu kolísala mezi -100 až +200 °C.

Studium hromadění efektrostatického náboje VCPE
Působením slunečního ultrafialového i korpuskulárního záření dochází k vytváření povrchového náboje na umělých kosmických tělesech, který může negativně ovlivňovat funkci řady elektronických prvků. Úkolem experimentu VCPE (Vehicle Charging and Potential Experiment) bylo detailní studium tohoto jevu a současně, prostřednictvím zařízení FPEG (Fast Pulse Electron Generator) i o jeho potlačování. Zařízení FPEG je v podstatě elektronové dělo (podobné zdroji elektronového paprsku v televizní obrazovce, ale s intenzitou asi 5x slabší), vyrábějící paprsek elektronů o energii asi 1 keV. Tento paprsek kosmonauti vizuálně a prostřednictvím infračervené televizní kamery sledovali z kabiny; zvenku studoval interakci paprsku s kosmickou plazmou soubor přístrojů PDP. Zařízení VCPE mělo hmotnost 125kg. Mimo soubor OSS-1 byly v užitečném zatížení ještě tyto experimenty:

Zkouška kanistru pro autonomní užitečná zatížení
V pouzdře o průměru 610 mm a délce 910 mm se měřilo prostředí (teplota, tlak, vibrace, přetížení), kterému budou vystaveny malé experimenty, vezené, jako přívažky v nákladovém prostoru za sníženou cenu (tzv. Getaway Special). První takové užitečné zatížení je plánováno na let STS-4. Prototypové pouzdro mělo včetně měřicích přístrojů hmotnost 181 kg.

Reaktor pro výrobu monodispersních latexových částic
V rámci zkoušek zařízení pro výrobu unikátních materiálů v kosmickém prostoru byly na obytné palubě raketoplánu instalovány čtyři válcové nádrže s roztokem chemikálií pro výrobu mikroskopických kuliček z latexu, které by měly mít všechny stejný průměr (do 20 µm). Tyto částice, důležité v lékařství a biochemii, se dají na Zemi vyrábět jen do velikosti 2µm.

Zkušební elektroforetické zařízení EEVT
Zařízení EEVT (Electrophoresis Equipment Verification Test) bylo upraveno z přístroje použitého při společném sovětsko-americkém kosmickém letu ASTP-EPAS v roce 1975. Byly zde metodou zónové elektroforézy zkoumány zákonitosti separace buněk v suspensi působením elektrického pole. Výsledky experimentu však byly znehodnoceny závadou na pozemním mrazicím boxu po přistání.

Zkouška kultivátoru Heflex
Jako předchozí experiment, také biotechnologický experiment Heflex (Helianthus anuus Flight Experiment) byl umístěn na obytné palubě raketoplánu. Šlo o zkoušku kultivátoru pro sazenice slunečnic, vyvíjeného pro Spacelab. Zařízení letělo již na STS-2, ale vzhledem ke zkrácení letu STS-2 nebylo získáno dostatečné množství údajů.

Detektor znečištění prostředí IECM
Soubor deseti přístrojů IECM (Induced) Environment Contamination Monitor) sloužil ke studiu znečištění prostředí v nákladovém prostoru v průběhu startu, letu na oběžné dráze i během přistání. Poprvé byl použit při letu STS-2. Během letu STS-3 měl být vyzvednut dálkovým manipulátorem z plošiny a manévrován v okolí nákladového prostoru; vzhledem k selhání televizní kamery na konci manipulátoru k tomuto experimentu nedošlo a IECM měřil pouze uvnitř nákladového prostoru.

Studentský experiment
Počínaje letem STS-3 budou do provozu zahrnovány pravidelně experimenty, připravované americkými středoškoláky. Během letu STS-3 se uskutečnil pokus pod názvem "Studium pohybu hmyzu v beztíži". Kosmonauti fotograficky dokumentovali let včely a mola. STS-3 nesl ještě experimentální vybavení pro měření vlastnosti samotného raketoplánu.