В отсеке радиолокатора размещался собственно сам радиолокатор, предназначенный для обеспечения встречи космических аппаратов на орбите и их стыковки. Тут же была размещена и парашютная система.
В отсеке системы ориентации монтировались двигатели системы, обеспечивающей ориентацию космического корабля при входе в атмосферу и спуске на Землю.
Внутри отсека экипажа располагалась кабина космонавтов объемом 2,26 кубических метра. В потолке кабины имелись два входных люка с трехслойными иллюминаторами. Для обеспечения спасения астронавтов в аварийных случаях на старте и при спуске на Землю их кресла были выполнены как катапультируемые.
Вспомогательный отсек корабля “Джемини” состоял из секции тормозной двигательной установки и секции оборудования. В секции оборудования размещались топливные элементы, десять двигателей системы ориентации и маневрирования на орбите, баки с топливом, электронное оборудование и оборудование системы жизнеобеспечения.
Первый беспилотный пуск корабля состоялся 8 апреля 1964 года. Основной целью запуска была проверка возможностей ракеты-носителя “Титан-2” по выводу корабля на орбиту. Возвращение корабля на Землю не предусматривалось. “Джемини-1” успешно вышел на околоземную орбиту и совершил 64 оборота вокруг Земли, 12 апреля 1964 года он вошел в атмосферу и прекратил существование. Полет был признан полностью успешным.
Второй испытательный пуск после проведенных доработок бортового оборудования корабля предприняли 19 января 1965 года. Полет проходил по суборбитальной траектории и продлился чуть более восемнадцати минут. Все полетные задачи были полностью выполнены. “Джемини” был готов к пилотируемым полетам.
Старт “Джемини-3” с астронавтами Вирджилом Гриссомом и Джоном Янгом на борту состоялся 23 марта 1965 года. Полет продлился около пяти часов и завершился благополучно. С помощью бортовых двигателей впервые в мире была осуществлена коррекция орбиты пилотируемого корабля.