H3-24的月球轉移軌道(LTO)發射能力超過6公噸，預計之後將運送印度著陸機與日本月球車前往月球(相較於質子號K的5.4公噸LTO發射能力)。
日本政府在2014年財政年度開始開發次世代發射載具---H3太空火箭，並計畫在2020年度進行首次發射。JAXA與三菱重工以日本國內發射需求和預測 國際衛星發射市場數據來 設計開發H3火箭。在不考慮整流罩形態下設計出四種機體型態，分別是H3-30、H3-22、H3-32與H3-24。發射載具為 兩級段液態氫/液態氧推進劑火箭，並可選擇增加固態助推火箭來提升發射能力，火箭最大高度63公尺、第一段與第二段直徑為5.2公尺、助推段火箭直徑2.5公尺長度14.6公尺 ，相較於H-IIB火箭 其第一段長度較長而第二段則較短，總長度增加6公尺 。第一段可選擇叢集二具或三具新開發的LE-9，LE-9採用 無副燃燒室簡化構造的設計來降低製造成本但透過燃燒室大型化 來提升性能，相較於LE-7A 推力提升40公噸、真空比衝降低但海面上比衝增加，其150公噸真空推力超過Snecma的Vulcain2.1與CNSA的YF100。第二段採用一具LE-5B-3，該引擎為H-IIA/B的LE-5B-2改良型，真空比衝提高1.2秒使GTO發射能力增加約40公斤、 燃燒時間增加至740秒與降低製造成本 。並依任務需求選擇綑綁二具或四具固態推進劑助推火箭SRB-3，SRB-3 發展自H-IIA/B的SRB-A但推力與比衝有所提升，為了簡化分離結構， 把"推力負荷支撐架"(thrust load strut)/"分離馬達"( separation motor) 改成"分離側推裝置"(separation thruster)；並取消推力向量控制把噴嘴從可動式改成固定式來降低成本， SRB-3由IHI製造。整流罩跟機體直徑都是5.2公尺但長度不同分為短版本S與長版本L兩種，S的長度是8.3公尺、L的長度達16.4公尺。
H3-30是機體型態的基本型不含任何助推段火箭，沒包含酬載的總重約270公噸，第一段火箭叢集三具LE-9，在地面上推力可達373公噸，推力與總比衝都超過Delta IV第一段、接近Atlas V第一段但燃燒更有效率，可運載 13公噸酬載到傾斜角度30度的低地球軌道或5公噸酬載到靜止轉移軌道上，發射能力跟Zenit3與長征7火箭相當 ；2018年年底 因為H3-22的發射能力優於預期加上商業衛星公司偏愛便宜發射成本甚於火箭性能，JAXA因而取消掉發射能力高但費用較昂貴的H3-32。H3-24L則是綑綁四具SRB-3固態火箭但第一段只使用二具LE-9(使用三具LE-9發射能力跟使用二具差異很小)，沒包含酬載的總重約574公噸， 其發射能力為long-coast GTO(ΔV=1500m/s )近7公噸，第二段火箭可長時間飛抵高度3.6萬公里軌道上點火再釋放衛星，發射能力超過質子號M與Falcon9 V1.2不回收重複使用型，若是發射酬載到30度傾角， GTO與LEO發射能力約為10公噸與24公噸。
叢集數具LE-9引擎在單段火箭上其實跟RD-170/180有異曲同工之處， 前蘇聯在開發大推力火箭引擎時面臨到燃燒不穩定問題，解決對策是共用副燃燒室與 單一渦輪、渦輪泵， 叢集數具較小型的噴嘴燃燒室。LE-9是從擴張排放循環(expander bleed cycle)引擎LE-5B發展而來，該種循環引擎並無副燃燒室構造簡單，具有不太可能處於異常 燃燒的特徵，相較於有副燃燒室引擎更適合叢集多具來達成所需的推力。
當初H3火箭曾考慮在第二段機體使用推力與比衝更高的MB-60引擎或是叢集二具LE-5B-3，如此發射能力會更高，相信在H3火箭運作成熟後會開發第二段新機體。由於H3在不使用固態助推火箭下只依靠第一段引擎推力就能起飛，可增強成Delta IV Heavy型態也就是把第一段機體當成助推段火箭使用，綑綁兩具液態助推火箭LRB；在地面起飛時使用8或9具LE-9引擎，推力分別為996公噸與1120公噸； 在沿用一具LE-5B-3不考慮增強第二段火箭下，低地球軌道發射能力約30公噸。 或者改成"安加拉5"或"長征五型"使用四具LRB，起飛推力達到1800公噸左右，若加上新的第二段火箭其發射能力甚至超越LEO 64公噸的Falcon9 Heavy，這才是LE-9提升日本火箭發射能力的真正潛力。在2020年代人類要建立地球月球間的繞月太空站或月球表面基地時，日本將會需要綑綁大型LRB的H3。
在1990年代開發H-IIA火箭時日本的太空機構就曾計畫H-IIA Heavy，在沿用H-IIA機體下， 綑綁一具LRB二具SRB-A的H-IIA-212與綑綁二具LRB二具SRB-A的 H-IIA-222，每具LRB叢集二具LE-7A，前者是非對稱型火箭很難控制而開發中止；後者發射能力超過H-IIB跟H3-24相當，但使用了五具製造成本高昂的LE-7A發射費用將所費不貲加上當時H-II發射失敗為了追求可靠性 ，只好選擇與集中開發資源在增加第一段機體直徑的H-IIB上。
在2019年度國際太空會議上MHI公布了進行月球任務的H3發展型火箭，從2020年代中期開始H3變種型將被用來發射HTV-X貨運太空船前往"月球軌道平台門戶"(LOP-G)也就是月球太空站。第一步使用兩具H3-24，第一具發射HTV-X至繞地軌道，第二具發射有大型燃料槽的上面級前往對接，再把HTV-X推往"月球太空站。第二步是使用綑綁兩個第一級火箭當助推段的H3 Heavy把HTV-X送往LTO。第三步是發展第二段火箭與著陸載具整合系統並用來發射月球太空站艙室與月面居住艙。H3 Heavy的發射能力為LTO約12公噸、GTO約15公噸(可能是ΔV=1500m/s)、傾角51度LEO約28公噸(參考Delta IV Heavy為LTO 10公噸、GTO 14.2公噸、傾角51度LEO約26公噸/傾角28度LEO約29公噸)。除了第二段火箭增加對接裝置與使用LRB當助推段外並沒有出現第二段火箭叢集數具新引擎讓發射能力提高的訊息。
H3火箭採用較低成本引擎、有效率的發射處理技術並簡化發射場設施，計劃要求H3-30的發射成本降低至50億日幣，H3-24則降低至70億日幣。
叢集兩具LE-9進行BFT，廢除H3-32型號後，綑綁助推火箭的H3第一段叢集兩具LE-9，真空中300公噸推力(海面上250公噸推力)，燃燒時間五分鐘以上。
叢集三具LE-9進行BFT影片，右邊那具LE-9是採用3D列印生產的形態二型(考量降低成本)，可看出噴嘴裙肋較少；燃燒試驗有以下幾個項目100%推力、推力向量控制、以66%推力節流噴射，最後測試某具引擎過早停止所產生影響等， H3第一段推力在 真空中達450公噸(海面上373公噸) 超過M-V固態火箭的M-14 是日本最大起飛推力單段火箭 。
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下圖是2015年的版本 包括各級引擎型號皆已確定，火箭第一段與第二段直徑皆為5.2公尺比H2B大不少。第二段引擎是目前LE-5B-2的改良型稱為LE-5B-3，因應第二段火箭直徑增加為5.2公尺燃燒時間從534秒增加到740秒。第一段引擎是開發多年的LE-9，
火箭可以選擇叢集2具或3具LE-9。助推火箭是目前H2A/B的SRB-A改良型真空中最大推力220公噸 ，H3可選擇不使用助推、綑綁2具或4具SRB-3。
下圖是預計在2020年進行首次發射的太空火箭，H3與亞利安6相比第一段火箭規模較大(綠色框形標示處)，H3第一級段是其最強力部分其規模超越Delta IV是亞洲最大第一級火箭，燃燒時間超過300秒。而固態助推僅稍微改良H-IIA/B的SRB-A，相較於其他新興火箭對於貢獻發射能力已不顯著,令人期待將來綑綁兩具或四具第一段當助推火箭的H3 Heavy。但即使是H3-24其發射能力仍然可以跟質子號抗衡。
Diagram shows 66 solid rocket motors all over the world. Japan previously developed solid rocket morors will be used as H3 booster rocket.
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