Система Л3 состояла из ракетных блоков Г и Д, ЛОК (собственно лунного орбитального корабля и ракетного блока И) и ЛК (собственно лунного корабля и ракетного блока Е), головного обтекателя, защищающего системы от аэродинамического и теплового воздействий при прохождении плотных слоев атмосферы и сбрасываемого при достижении определенных скоростных напоров, а также двигательной установки системы аварийного спасения, обеспечивающей увод спускаемого аппарата ЛОК от аварийной РН.
Полет комплекса Н1-Л3 планировался по следующей схеме:

• вывод системы Л3 ракетой-носителем Н1 на орбиту ИСЗ (время пребывания на орбите ИСЗ до 1 суток);
• разгон системы Л3 блоком Г на траекторию полета Земля-Луна (блок Г работает до полной выработки топлива);
• доразгон системы Л3 блоком Д до заданной скорости, проведение двух коррекций и переход системы Л3 (блок Д-ЛК-ЛОК) на орбиту искусственного спутника Луны; время полета к Луне 3,5 суток, пребывания на орбите ИСЛ - до 4 суток;
• перевод системы Л3 с помощью блока Д с круговой на эллиптическую орбиту, ее ориентация и юстировка;
• переход одного космонавта в ЛК из ЛОК;
• отделение лунной посадочной системы (блок Д и ЛК) от ЛОК;
• разворот и торможение ЛК блоком Д;
• отделение блока Д и его увод;
• торможение с помощью блока Е, маневр, юстировка и посадка ЛК на Луну; время пребывания на Луне от 6 до 24 ч;
• взлет ЛК с Луны с помощью блока Е и стыковка ЛК с ЛОК на орбите ИСЛ (время пребывания на орбите ИСЛ до 1 суток);
• разгон ЛОК с помощью блока И по траектории Луна-Земля, проведение коррекций (время полета к Земле 3,5 суток);
• отделение СА, вход в плотные слои атмосферы Земли со второй космической скоростью, планирующий спуск и посадка на территории СССР.

Общее время экспедиции 11-12 суток.
Масса ЛК перед спуском на Луну должна была составлять 5560 кг, включая блок Е массой 2950 кг. Взлетная масса ЛК - 3800 кг. Высота ЛК равнялась 5,2 м, размер по опорам лунного посадочного аппарата - 5,4 м.