Satellite Bussines System 3
Družice pro přenos fónie, televizních signálů (videokonferencí), elektronické pošty a zejména počítačových dat je odvozena od základního typu rotací stabilizovaných družic Hughes HS 376 (viz L + K 57,1981, č.13, s. 505-506). Její hmotnost po navedení na stacionární dráhu činila 600 kg včetně 136 kg hydrazinu, používaného jako pohonná hmota pro stabilizační a korekční motory. Na přechodovou dráhu byla navedena urychlovacím stupněm PAM-D, který obsahoval 1960 kg TPH; pro navedení na stacionární dráhu sloužil v družici zabudovaný motor s 495 kg TPH. Mnohonásobně použitelné vypouštěcí zařízení (kolébka), včetně rotačního stolu s elektromotorem a s potřebnou elektronikou, které zůstalo uvnitř nákladového prostoru, mělo hmotnost přibližně 1040kg. Hmotnost sestavy družice/PAM-D v okamžiku vypuštění činila 3277 kg; celkové placené zatížení bylo tedy přibližně 4320 kg.

Anik C-3
Kanadská vnitrostátní telekomunikační družice, prakticky identická s předchozí. Vzhledem k tomu, že na stupni PAM-D nebyl umístěn telemetrický vysílač, bylo možno zvýšit množství hydrazinu na družici, jejíž hmotnost tak stoupla na 632 kg. Celá sestava Anik C-3/PAM-D měla hmotnost 3310 kg, včetně kolébky tedy 4350 kg.

Studentské experimenty
V rámci zvýšení propagace kosmického výzkumu, zejména mezi mládeží, rozhodlo vedení NASA pravidelně zařazovat do programu letů raketoplánu pokusy připravené středoškoláky, vybranými v rámci celostátní soutěže. Na STS-5 to byly tři pokusy:

Růst mořských hub ve stavu beztíže
Na obytné palubě byl umístěn kontejner se 16 polyesterovými sáčky s živým roztokem, obsahujícími zárodky houby Porifera microciona. Po dosažení oběžné dráhy kosmonauti uvolnili startovací ionty (Ca++ a Mg++) a pak přidáním fixačního činidla opět houby umrtvili po třiceti minutách, jedné hodině, jednom a dvou dnech a před ukončením letu.

Proudění ve stavu beztíže
V experimentu, sestávajícím ze čtyř průhledných schránek s olejem, se pomocí televizní kamery sledovalo proudění kapaliny, z jedné strany zahřívané. Kosmonauti vstřikovali do misek olej a zapínali topení a telerekordink.

Růst krystalů v beztíži
V průběhu experimentu se sledovala krystalizace triglycinsulfátu z nasyceného vodného roztoku, připraveného v ampuli předem na Zemi. Cílem pokusu bylo srovnání perfektnosti kosmických krystalů s krystaly připravenými v pozemní laboratoři.

Autonomní užitečné zatížení
Za sníženou cenu byl umístěn v zadní části nákladového prostoru kontejner se západoněmeckým experimentem. Šlo o prototyp zařízení, sledujícího pomocí rentgenu procesy v tavenině dvou nemísitelných kovů; průběh byl zaznamenáván na film. Zařízení je vyvíjeno v rámci programu západoněmeckého ministerstva pro vědu a techniku (BMFT) pro budoucí lety laboratoře Spacelab.

Technické experimenty
Přestože zkušební lety byly již formálně ukončeny, pokračuje ještě výzkum vlastností samotného raketoplánu.

Měření aerodynamických vlastností
Zařízení ACIP (Aerodynamic Coefficient Identification Package) sleduje aerodynamické chování družicového stupně během startu a sestupu atmosférou.

Tepelné chování ucpávek
V experimentu TGH (Tile Gap Heating) se sleduje vliv turbulencí, vznikajících v mezerách mezi deskami tepelné ochrany, protože se zjistilo, že to vede k lokálnímu přehřívání povrchu raketoplánu.

Chemismus rázové vlny
Bylo zjištěno, že v rázové vlně vzniká a udržuje se atomární kyslík, který může chemicky napadat systém tepelné ochrany jako velice silné oxidační činidlo. Experiment CSE (Catalytic Surface Effects) sleduje chemické změny povrchu raketoplánu.

Studium prostředí v nákladovém prostoru
Experiment DATE (Dynamic, Acoustic and Thermal Environment) slouží k dalšímu upřesnění dynamických, akustických a tepelných namáhání, kterým je vystaveno užitečné zatížení v nákladovém prostoru.

Studium záření povrchu raketoplánu
Kosmonauti snímkovali dvěma kamerami (Nikon a Hasselblad) na noční straně Země záření, vycházející z povrchu raketoplánu, s cílem zjistit, jaké by mohlo mít negativní důsledky na astronomická pozorování z paluby.

Působení kyslíku na různé materiály
Pasívní experiment, sestávající z řady vzorků umístěných v nákladovém prostoru (zejména umělohmotné fólie).

Měřicí soubor DFI
Soubor DFI (Development Flight Instrumentation) sloužil k měření mechanických, hydraulických, pneumatických a elektrických charakteristik raketoplánu.