Artemis III ist als bemannter Testflug in der Erdumlaufbahn geplant, um Systeme und Abläufe zu erproben, die für künftige Mondlandemissionen ab Artemis IV erforderlich sind.

Im Rahmen der Mission Artemis III wird die SLS-Rakete (Space Launch System) der NASA das Raumschiff Orion samt Besatzung vom Kennedy Space Center der NASA in Florida in eine erdnahe Umlaufbahn befördern. Nach der Überprüfung der Orion-Systeme wird das Raumschiff erstmals Manöver zur Annäherung und Kopplung mit Testversionen eines oder beider kommerzieller US-amerikanischer Landesysteme für bemannte Missionen – die derzeit von Blue Origin und SpaceX entwickelt werden – demonstrieren. Diese präzise abgestimmte Mission umfasst eine spektakuläre Startkampagne mit den weltweit leistungsstärksten Raketen und dient der Erprobung des Zusammenspiels der Hardware von Orion und den Landemodulen, einschließlich Systemschnittstellen, Software, Antriebs- und Kommunikationssystemen.
Die Mission Artemis III umfasst den Start der weltweit leistungsstärksten Raketen in kurzer Abfolge. Zunächst startet der „Pathfinder“-Lander von Blue Origin – ein Testmodell, das mehrere Wochen im Orbit verbleiben kann – und erwartet dort die Besatzung. Die NASA befördert die Astronauten an Bord der Orion-Kapsel mittels der SLS-Rakete in die Erdumlaufbahn; dort erfolgt ein Rendezvous mit dem Lander-Testmodell des Unternehmens, gefolgt von einer etwa zweitägigen Kopplungsphase für Tests und Technologiedemonstrationen, bei denen auch das Betreten des Landers vorgesehen ist.
Nach Abschluss der Kopplungsmanöver mit Blue Origin wird sich Orion lösen und auf Starship warten. Der SpaceX-Starship-Pathfinder wird starten und mit Orion zusammentreffen, um für etwa einen Tag gekoppelt zu bleiben und Überprüfungen sowie Tests durchzuführen. Anschließend werden Orion und ihre Besatzung abkoppeln und zur Erde zurückkehren; die Landung erfolgt sicher im Pazifischen Ozean, wo ein Team der U.S. Navy und der NASA die Astronauten bergen wird.