Второй ИСЗ представлял собой последнюю ступень ракеты-носителя с расположенными в ней контейнерами с научной аппаратурой для исследования излучения Солнца в коротковолновой ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра, для изучения космических лучей, температуры и давления. Во втором спутнике был установлен герметичный контейнер с подопытным животным (собакой по кличке «Лайка»), системой кондиционирования воздуха, запасом пищи и приборами для изучения жизнедеятельности в условиях космического полета. Для передачи данных научных измерений на Землю ИСЗ был оснащен телеизмерительной аппаратурой, двумя радиопередатчиками и необходимыми источниками электроэнергии. Общий вес аппаратуры, подопытного животного и источников электропитания—508,3кг Программа исследований была полностью выполнена. Успешный запуск второго спутника значительно расширил возможности исследований космического пространства и верхних слоев атмосферы.

Наблюдения за собакой Лайкой на 2-м спутнике показали, что подопытное животное хорошо переносило длительное воздействие ускорений при выходе спутника на орбиту и последующее состояние невесомости, продолжавшееся несколько суток. Полученные данные показывают, что состояние животного в течение всего опыта оставалось удовлетворительным. Проведенные исследования явились значительным вкладом в дело успешного освоения предстоящих межпланетных полетов и послужат основой для разработки средств, обеспечивающих безопасность полета человека в космическом пространстве.