Cílem experimentu NEMO 3 (NEMO = Neutrino Ettore Majorana Observatory) je výzkum bezneutrinového dvojitého rozpadu beta (0νββ) a velmi přesné měření, tj. s velkou statistikou naměřených událostí, dvouneutrinového dvojitého rozpadu beta (2νββ). Experiment kombinuje dva typy detekčních technik: kalorimetrii a stanovení dráhy (tracking) nabitých částic. Tento přístup umožňuje současně jednoznačně identifikovat e⁻, e⁺, γ, a α-částice pomocí dráhového detektoru a měření energie a času detekovaných částic pomocí kalorimetru.
Detektor NEMO 3 je nainstalován v podzemní laboratoři Fréjus Underground Laboratory (4800 m w.e.)v Modane (LSM) ve Francii. Zařízení má cylindrický tvar a je rozděleno na 20 identických sektorů. Se stíněním proti γ a neutronům má celkový průměr 6 m a výšku 4 m.
Dráhová komora je složena z 6180 oktogonálních buněk pracujících v Geigerově a je naplněn směsí plynu s 95% He, 4% ethyl-alkoholem a 1% Ar. Drahový detektor umožňuje tří-dimenzionální stanovení drah nabitých částic na základě měření času driftu a dvou dob šíření plazmy podél buněk k jejím dvou koncům.
Kalorimetr, který obklopuje dráhovou komoru, je složen z 1940 plastických scintilátorů napojených na fotonásobiče s velmi nízkou vlastní radioaktivitou. Energetické rozlišení σ_E/E kalorimetru pro elektrony s energií 1 MeV je v rozmezí od 6.0% do 7.5%, zatímco časové rozlišení je 250 ps.
Celkem 17 sektorů detektoru NEMO 3 je osazeno přibližně 10 kg vysoce obohacených (95% – 99%) izotopů ββ rozpadu: ¹⁰⁰Mo (6914 g), ⁸²Se (932 g), ¹¹⁶Cd (405 g), ¹³⁰Te (454 g), ¹⁵⁰Nd (34 g), ⁹⁶Zr (9 g) a ⁴⁸Ca (7 g). Zbývající 3 sektory jsou používány pro měření externího pozadí a obsahují fólie vyrobené z čisté Cu a přírodního Te. Všechny tyto izotopy v detektoru jsou vyrobeny ve formě tenkých fólií a jsou zavěšeny uprostřed každého sektoru ve vertikální poloze.
Pro rozlišení e⁻ od e⁺ je detektor obklopen solenoidovou cívkou, která vytváří vertikální magnetické pole o síle 25 Gaussů. Dále je detektor NEMO 3 obklopen stíněním proti externímu γ záření a neutronům. Celý detektor je zakryt ve stínění proti radonu. Vzduch, který proudí dovnitř tohoto stanu, pochází ze zařízením na odstraňování radonu ze vzduchu. Zařízení funguje na principu zachycení radonu na chlazeném aktivním uhlí (−50˚C až −55˚C, 1 tuna K48 od výrobce Silicarbon Aktivkohle). Zařízení je schopné snížit úroveň radonu ve vzduchu z 15 – 20 Bq/m³ na úroveň ~ mBq/m³. Toto filtrační zařízení funguje v LSM od října 2004.
 
Oficiální webovská stránka projektu NEMO 3.