«Мировая пилотируемая космонавтика» «Восток-3А» (заводское обозначение — «объект 3КА») был предназначен для пилотируемого полета по орбите Земли одного космонавта.
Корабль состоял из двух отсеков: спускаемого аппарата (СА) и приборного отсека (ПО) с тормозной двигательной установкой ТДУ-1.
Герметичный СА массой 2,4 т имел почти сферическую форму. Снаружи он покрывался теплоизоляцией из асбестовой ткани, пропитанной бакелитовой смолой, толщиной от 40 до 110 мм. СА имел три люка диаметром 1 м. Один у ног космонавта — технологический, второй над его головой — для посадки космонавта в СА и катапультирования, третий — люк парашютного контейнера. В СА имелось три иллюминатора.
Космонавт в течение всего полета находился в спасательном скафандре СК-1, подключенном к бортовой системе жизнеобеспечения (СЖО). СК-1 имел возможность поддерживать пребывание космонавта в разгерметизированной кабине в течение 4 часов и при катапультировании на высоте 10 км. На корабле «Восток-6» космонавт В. В. Терешкова выполнила полет в специальном женском скафандре СК-2. Скафандры СК-1 и СК-2 были разработаны и изготовлены на Машиностроительном заводе № 918 (ныне Научно-производственное предприятие «Звезда») под руководством С. М. Алексеева.
Бортовая СЖО (ОКБ-124, Г. И. Воронин) поддерживала в СА нормальную атмосферу с давлением 755–775 мм рт. ст. В СА находились запасы воды, пищи и емкости для сбора отходов.
Космонавт имел возможность поддерживать двустороннюю радиосвязь с Землей по одной УКВ и по двум КВ-радиолиниям (система «Заря», разработка НИИ-695, Л. И. Гусев). KB-передатчики системы «Сигнал» (19.995 МГц) предназначались для передачи данных о самочувствии космонавта. Дублированный комплект радиоаппаратуры «Рубин» (Отдельное конструкторское бюро Московского энергетического института — ОКБ МЭИ, А. Ф. Богомолов) обеспечивал траекторные измерения. В ОКБ МЭИ была разработана и радиотелеметрическая система «Трал П1».
На борту имелся широковещательный радиоприемник. Два комплекта приемных и дешифрирующих устройств командной радиолинии (НИИ-648, А. С. Мнацаканян) обеспечивали прием на корабле 63 управляющих команд.
Для управления кораблем имелись система управления движением (по сути — ориентации и спуска) «Чайка» (ОКБ-1, Б. В. Раушенбах), оптический ориентир «Взор» (ЦКБ-598, Н. Г. Виноградов), приборная доска, пульт управления и ручка ориентации (ЛИИ, Н. С. Строев).
Приборный отсек массой 2,3 т представлял собой два соединенных основаниями усеченных конуса. В нем размещалась аппаратура, обеспечивающая работу корабля в орбитальном полете. Со стороны СА ПО имел вогнутую сферическую оболочку, а с противоположной — цилиндрическую нишу для ТДУ-1 (ОКБ-2, А. М. Исаев), тягой 1600 кгс. Резервной ТДУ на корабле не было, поэтому его планировалось выводить на низкую орбиту, с которой корабль сошел бы самостоятельно за счет естественного торможения в атмосфере до того, как истекут ресурсы СЖО космонавта.
СА крепился к ПО металлическими лентами. Как и СА, ПО был сделан герметичным и перед полетом заполнялся азотом.
Снаружи на ПО размещались два комплекта газовых ракетных двигателей (ГРД) системы ориентации КК, работавших на сжатом азоте, который поступал из сферических баллонов, также располагавшихся на ПО. В каждом комплекте было по 8 ГРД с тягой по 1,5 кгс. Кроме того, на ПО размещались сферические баллоны со сжатым воздухом для СЖО, 4 антенны переговорной радиолинии КВ-диапазона, 4 антенны радиоконтроля орбиты (РКО), антенна широковещательного приемника, 2 антенны системы «Сигнал», 4 антенны радиотелеметрической системы, жалюзи радиатора-излучателя системы терморегулирования, датчик солнечной ориентации.
Электропитание систем корабля осуществлялось от серебряно-цинковых аккумуляторных батарей (ВНИИИТ, Н. С. Лидоренко). Основная устанавливалась в ПО, дополнительная — в СА.
Всего в различных системах корабля были использованы: 421 электронная лампа, более 600 полупроводниковых транзисторов, 56 электродвигателей, около 800 реле и переключателей. Суммарная длина электрических кабелей составила около 15 км.
