Łuna 3 – bezzałogowa sonda kosmiczna wystrzelona 4 października 1959 roku przez ZSRR. 18 października tego samego roku przesłała pierwsze zdjęcia niewidocznej strony Księżyca. Minęła Srebrny Glob w odległości 6200 km, 6 października 1959, o godz. 14:16 GMT.
Przebieg misji Misja próbnika Łuna 3 miała być kolejnym radzieckim krokiem na drodze eksploracji przestrzeni kosmicznej. Tym razem zadaniem sondy nie było uderzenie w księżycowy grunt, ale przeprowadzenie innej operacji o bezprecedensowym charakterze – sfotografowanie i przesłanie na Ziemię wywołanych na pokładzie aparatu zdjęć odwrotnej, niewidocznej z Ziemi półkuli Księżyca. Trasa Łuny 3 wyznaczona została w postaci pętli. Sonda miała okrążyć Srebrny Glob, po czym powrócić w pobliże Ziemi i przesłać drogą radiową wywołane na pokładzie zdjęcia.
Rakieta nośna Łuna 8K72 wyniosła sondę na orbitę i bezpośrednio nakierowała ją na trajektorię w kierunku Księżyca. Data wystrzelenia była nieprzypadkowa z dwóch powodów. Po pierwsze, w czasie, gdy sonda miała znaleźć się nad niewidoczną stroną Księżyca, ten miał być w nowiu – w pełni oświetlony promieniami słonecznymi. Po drugie, była to druga rocznica wystrzelenia Sputnika 1.