作为上海市高速公路网“一环十二射”的射线公路，S3公路是沿海大通道的重要组成部分，也是中心城区通往浦东新区、自贸区临港新片区、奉贤区以及杭州湾北岸经济带的重要连接通道。S3公路的建设是完善市域高速公路网，适应浦东及上海东南部地区辐射长三角的需要，可完善市域东南部地区（浦东、临港、奉贤）高速公路网建设，有效缩短沿线区域联系市中心及长三角地区的出行时间及距离，同时有利于提升东南部片区的对外辐射能力。
S3公路沿线穿越浦东张江科学城及自贸区临港新片区，是区域内重要的南北向快速通道，工程的建设可更好地服务于中心城区与张江科学城及自贸区临港新片区沟通的中长距离交通，有效分流过境交通与沿线到发交通，推动自贸区临港新片区与市区方向及长三角区域的沟通，加强自贸区临港新片区与中心城区、张江科学城的联系，支撑临港新片区高质量发展。
S3公路连接S20公路（外环线）、S32公路、G1503公路与S4公路，是浙江方向、奉贤杭州湾北岸连接浦东中心城区的快速通道和自贸区临港新片区重要的对外通道。同时，实施S3公路新建工程有利于促进浦东新区、奉贤区沿线地区经济社会高质量发展，是周康航地区大型居住区、国际医学园区及康桥工业区与中心城区沟通的重要客运通道，也将是轨道交通16号线沿线站点交通集散及扩大服务范围的重要集疏运通道。
