Cel misji Kolejny lot laboratorium naukowego Spacelab-3. Obiekt ten dopełniała umieszczona również w ładowni niestandardowa konstrukcja MPSS z aparaturą do wykrywania domieszek w górnych warstwach atmosfery oraz do pomiaru ładunków elektrycznych niesionych przez niskoenergetyczne promieniowanie kosmiczne. Łącznie w misji STS-51-B miano wykonać 15 doświadczeń naukowych i naukowo-technicznych. Poza wymienionymi eksperymentami były to: otrzymywanie kryształów siarczanu glicyny, przeznaczonych na czułe detektory promieniowania podczerwonego; uzyskanie tlenku rtęci do produkcji czujników promieniowania X i gamma; otrzymywanie jodku rtęci (na zamówienie Francji); badanie wpływu na płyny fal akustycznych w stanie nieważkości; symulowanie zjawisk zachodzących w atmosferach Jowisza, Saturna i Słońca; wykonywanie ultrafioletowych zdjęć gwiazd za pomocą kamery szerokokątnej; wzrokowe i fotograficzne obserwacje zórz polarnych; sprawdzanie klatek i instalacji do doświadczeń biologicznych na zwierzętach; badanie rytmów dziennych EKG i temperatury ciał zwierząt doświadczalnych; TV rejestracja zachowania zwierząt w fazie startu i lądowania; wybrane badania medyczne członków załogi; wypuszczenie małego satelity do kalibrowania radarów lotniczych; umieszczenie na niskiej orbicie satelity do łączności kurierskiej.