Nos três primeiros satélites (Landsat 1, 2 e 3), o sistema MSS foi colocado em órbita a uma altitude de 920 Km. Para dar uma volta em torno da Terra estes satélites gastavam 103 minutos e 27 segundos, totalizando, ao final de um dia, 14 faixas imageadas com largura de 185 km. Os satélites possuiam uma órbita síncrona com o sol com um ângulo de inclinação em relação ao equador de 99º11', fazendo com que a órbita fosse quase polar em torno da Terra. A configuração da órbita dos três primeiros satélites foi estabelecida de tal modo que, a cada 18 dias, o sistema MSS imageava a mesma região da superfície terrestre, que havia sido imageada há 18 dias atrás, atribuindo assim uma resolução temporal ao sistema de 18 dias.

O sistema MSS é composto de um espelho oscilante, uma parte óptica e um sistema detetor, que registra a radiação eletromagnética refletida pelos alvos da superfície terrestre, em quatro faixas ou bandas espectrais. Para cada faixa espectral há 6 detetores, permitindo, assim, imagear 6 linhas no terreno ao mesmo tempo. Os detetores produzem uma voltagem (entre 0 e 5 volts), que é proporcional à quantidade de radiação que chega até eles, proveniente dos alvos contidos nas linhas imageadas. A voltagem produzida é um sinal analógico que é convertido em valores digitais (quantizados) ou níveis de cinza variando de 0 a 63. Essa conversão representa a radiância ou brilho de cada alvo na área imageada.

No inicio da primavera de 1979, constatou-se um problema na sincronização das linhas de varreduras no Sensor MSS a bordo do Landsat 3. A NASA executou uma serie de testes durante o peridodo de 8 a 24 de abril de 1979, para tentar corrigir a falha; contudo no outono de 1979 este problema tornou-se frequente. Por consequencia ficaram comprometidas cerca de 20% a 40% de todas as imagens MSS então adquiridas. O problema aparece nas imagens devido ao fato dos detetores não serem ativados quando o espelho atinge 30% do percurso de varredura; com isto uma porção da imagen é perdida. Estimamos que temos, no catálogo, em torno de 40% dessas imagens Landsat 3 com perda. Isto pode ser visualidao nos quicklooks respectivos, onde a parte esquerda ou oeste da imagem, apresenta nivel de cinza zero (preto).