Целевым назначением космического аппарата Целина-Д являлось ведение детальных радиотехнических измерений с помощью бортовой аппаратуры путем приема, анализа и высокоточной привязки к местности источников радиотехнических сигналов. Этот космический аппарат относится к классу ориентируемых в орбитальной системе координат и отличается от ранее разработанных КА более сложным комплексом специальной и обеспечивающей аппаратуры.

Опыт эксплуатации космических аппаратов Целина-0 и Целина-Д в составе системы Целина продемонстрировал высокую эффективность выполнения целевых задач, обусловленную принятыми техническими решениями, а также позволил установить потенциальные возможности дальнейшего совершенствования комплексов радиотехнического наблюдения. На основе результатов анализа функционирования системы Целина и перспектив развития бортовой специальной и обеспечивающей аппаратуры был определен ряд основополагающих технических решений применительно к космическому аппарату следующего поколения Целина-2 , принятому к разработке в 1972 г., а именно:
- совмещены в одном космическом аппарате функции обзорного и детального наблюдения;
- расширен частотный диапазон;
- расширена полоса обзора детального наблюдения;
- улучшены характеристики периодичности и оперативности наблюдения (в частности, предусмотрена передача специальной информации на Землю через космический аппарат-ретранслятор);
- выбрана квазисинхронная орбита, обеспечивающая повышение эффективности контроля за изменением радиотехнической обстановки;
- выбраны состав и функции бортового комплекса управления с учетом использования его в структуре автоматизированной системы управления космическим аппаратом;
- увеличено время активного существования космического аппарата;
- существенно возросли такие показатели космического аппарата, как вес аппаратуры бортового специального комплекса, объем информации, точность ориентации, мощность системы электроснабжения.