Berdasarkan Undang Undang Nomor 23 Tahun 2014 tentang Pemerintahan Daerah, bahwa pengelolaan SMA/SMK dan Pendidikan Khusus menjadi kewenangan Pemerintah Propinsi, maka sesuai undang-undang tersebut, tanggung jawab pengelolaan sekolah menengah beralih ke Dinas Pendidikan Propinsi Jawa Timur.
SMAN 3 Taruna Angkasa Madiun adalah sekolah taruna yang merupakan implementasi kerja sama antara Pemerintah Provinsi Jawa Timur dengan Tentara Nasional Indonesia Angkatan Udara, sebagaimana tertuang dalam Perjanjian Kerja Sama Nomor : 120.23/209/KSB/033.4/2018, Nomor: KB/6/II/2018 tanggal dua belas bulan Februari tahun dua ribu delapan belas (12–02–2018), tentang Kerjasama dalam rangka Peningkatan Kualitas Sumber Daya Manusia bidang Pendidikan Menengah di Jawa Timur, serta Perjanjian Kerja Sama antara Dinas Pendidikan Provinsi Jawa Timur dengan Tentara Nasional Indonesia Angkatan Udara Nomor : 120.23/210/PKS/033.4/2018 dan Nomor: Perjama/1/II/2018 yang ditandatangani pada hari Senin tanggal dua belas bulan Februari tahun dua ribu delapan belas (12-02-2018) tentang Peningkatan Pendidikan dan Kualitas Sumber Daya Manusia dalam Penerapan Kurikulum Khusus Bela Negara dan Kedirgantaraan pada SMAN 3 Taruna Angkasa Madiun.
SMAN 3 Taruna Angkasa Madiun adalah sekolah negeri unggulan yang menerapkan sistem Pendidikan Terpadu yang meliputi kegiatan pengajaran, pelatihan jasmani serta pengasuhan yang diharapkan dapat menjawab tantangan masa depan di era global yang membutuhkan pemimpin unggul di bidang akademik dan non akademik, memiliki kemandirian dan berkarakter kebangsaan yang kuat.
SMAN 3 Taruna Angkasa Madiun menggunakan Kurikulum Nasional 2013 yang diperkaya dengan Kurikulum Khusus Bela Negara dan Kedirgantaraan dengan berbasis asrama yang wajib diikuti oleh semua peserta didik selama menjalani pendidikan di SMAN 3 Taruna Angkasa Madiun. Sistem pendidikan ini memberikan penguatan nilai nilai religius, karakter mulia, berjiwa kepemimpinan, serta memiliki karakter kebangsaan yang kuat. Peserta didik mendapatkan Kurikulum Khusus Bela Negara dan Kedirgantaraan dalam bentuk pengasuhan, pelatihan dan pengajaran yang diampu oleh personil Tentara Nasional Indonesia Angkatan Udara (TNI AU) dengan mengadopsi sistem pendidikan yang ada pada TNI AU.
Kurikulum khusus Bela Negara dan Kedirgantaraan tersebut meliputi :
Terwujudnya lulusan yang memiliki ciri-ciri dan karakter sebagai berikut :
Misi SMAN 3 Taruna Angkasa Madiun adalah :