Исследовательская часть программы включала запуски (с использованием четырех разновидностей унифицированной космической платформы, КА «ДС») КА:
- для исследования структуры ионосферы и распространения радиоволн – первый КА серии – «Космос-1»;
- для изучения распространения сверхдлинных волн в ионосфере в диапазоне частот от 15 до 45 кГц («Космос-142»);
- для исследования полярных сияний, получения информации о процессах образования ионосферы, изучения фотоэлектронов, при этом была обнаружена новая зона вторжения протонов в атмосферу Земли вблизи экватора («Космос-3, -5, -261, -381, -900»);
- для изучения магнитного поля Земли (данные исследований использованы для создания международной аналитической модели магнитного поля Земли) («Космос-26») и для детального высокоточного исследования (квантовый цезиевый магнитометр позволял проводить измерения каждые 2 с) вековых изменений магнитного поля по всей поверхности Земли («Космос-321»);
- для исследования характеристик верхней атмосферы с измерением торможения двухметрового шара («Космос-2292»), для получения с маловысотных спутников информации, синхронизированной с ТВ-изображением, о термическом режиме земной поверхности и облачного покрова, а также об угловых и спектральных характеристиках Земли («Космос-149»);
- для астрономических наблюдений («Космос-215») с использованием восьми телескопов с зеркалом диаметром 70 мм для наблюдения горячих звезд в различных диапазонах (от видимого до УФ с длиной волны 122,5 нм), двух фотометров и рентгеновского телескопа с рабочим диапазоном 0,05 – 0,5 нм;
- для исследования коротковолнового излучения Солнца с использованием рентгеновского фотометра, дифракционного спектрометра и рентгеновского гелиографа («Космос-166») – получена информация о рентгеновских вспышках и изучена связь с оптическими вспышками, определены физические условия в области вспышки и в прилегающих активных участках короны;
- для океанографических исследований с использованием ИК-радиометра и пятиканального радиометра сантиметрового диапазона («Космос-1076») и отработки средств дистанционного зондирования поверхности Земли и Мирового океана с использованием сканирующей оптико-механической аппаратуры и радиолокационных систем бокового обзора («Космос-1500, -1766, -1869»)