Cel misji Głównym celem lotu AS-203 było zbadanie wpływu stanu nieważkości na paliwo w zbiorniku drugiego stopnia rakiety nośnej – S-IVB. Człon rakietowy S-IVB miał w przyszłości wynieść statek z orbity okołoziemskiej w kierunku Księżyca. Inżynierowie chcieli sprawdzić co będzie działo się z płynnym wodorem w zbiorniku: czy będzie spokojny, czy też będzie chlupotać wewnątrz zbiornika. Zbiornik wodoru członu S-IVB został wyposażony w 83 sensory i dwie kamery TV rejestrujące zachowanie się paliwa w zbiorniku. Obrazy te były przekazywane drogą telewizyjną na Ziemię. Wewnątrz znajdowało się 9 ton ciekłego wodoru i 1,35 tony ciekłego tlenu.
Ponieważ był to lot próbny, w misji nie wykorzystano statku kosmicznego. Na szczycie rakiety znalazła się osłona aerodynamiczna o masie 1700 kg, pod którą umieszczono aparaturę do badania zachowania skroplonego gazu, przygotowaną przez Centrum Lotów Załogowych w Houston.