La misión Zond 2 consistía en una sonda para investigar el planeta Marte, el medio interplanetario y probar nuevos sistemas con la nave.

Más tarde la NASA detectó una señal de radio de un objeto que se dirigía a Marte y sólo fue entonces cuando la Unión Soviética admitió el lanzamiento.

Esta sonda tomaría una larga trayectoria curva hacia Marte para minimizar las velocidades relativas entre la nave y el planeta en el momento de la llegada.

Los motores iónicos fueron probados con éxito poco después del lanzamiento bajo las condiciones reales del espacio entre el 8 y el 18 de diciembre de 1964.

- Un espectrógrafo para estudiar las bandas de absorción del ozono.