神舟三号2002年3月29日下午，在北京航天指挥控制中心的统一指挥调度下，“神舟”三号飞船首次启动船载小动量发动机，成功进行了高精度的轨道维持，为今后顺利实施返回计划创造了有利条件。 据有关专家介绍，“神舟”三号飞船在轨飞行4天来，船上各种仪器设备工作正常，空间科学实验进展顺利。北京航天指挥控制中心将密切监视飞船的工作状态，为飞船的顺利返回作好准备。

载人飞船返回地面一般须经历四个阶段，即：制动飞行阶段，大气层自由下降阶段，再入大气层阶段和着陆阶段。

当神舟三号环绕地球飞行第108圈到达南大西洋上空时，“远望三号”航天测量船向其发出了返回指令。飞船接到指令后，即由飞行姿态调整为返回姿态，返回舱与轨道舱分离，随即制动发动机点火，推动返回舱穿越大气层，向预定的落地区域飞去。飞船返回舱穿越大气层后，在内蒙古中部预定回收区域成功实现软着陆。