HEAO-3 став завершальним етапом амбітної програми High Energy Astronomy Observatory, яку NASA реалізувала наприкінці 1970-х років. На відміну від двох попередніх апаратів, ця місія була націлена переважно на вивчення космічних променів і гамма-випромінювання з високою енергетикою, відкриваючи нове вікно для розуміння процесів, що відбуваються в екстремальних умовах Всесвіту.
Апарат було запущено 20 вересня 1979 року ракетою Atlas-Centaur і виведено на низьку навколоземну орбіту. HEAO-3 відразу зайняв особливе місце серед астрофізичних місій свого часу: він поєднував у собі два великих наукових інструменти, кожен з яких був здатен збирати унікальні дані, недоступні наземним обсерваторіям. Один комплекс займався реєстрацією гамма-випромінювання та картографуванням яскравих джерел на небесній сфері, а інший — високоточною спектрометрією космічних променів, що дозволяло визначати хімічний склад частинок та їхню енергію.
Завдяки цим спостереженням вченим вперше вдалося отримати детальні дані про розподіл випромінюючих джерел у Чумацькому Шляху, а також уточнити спектральні характеристики рідкісних важких ядер космічних променів. Дослідження HEAO-3 значно покращили розуміння походження галактичних космічних променів, механізмів їх прискорення та поширення в міжзоряному середовищі.
Незважаючи на компактність за мірками астрофізичних місій, апарат пропрацював ефективно та надійно, завершивши програму спостережень у 1981 році. Його дані використовуються донині — вони увійшли до фундаментальних каталогів гамма-джерел і лягли в основу сучасних моделей поширення космічних променів.
HEAO-3 вважається прикладом вдалого поєднання інженерної простоти, високої наукової віддачі та чіткого завдання, в результаті чого місія залишила помітний слід в історії космічної астрономії.
