Ce vol est le 32e, et en principe le dernier pour Atlantis. Pour cette mission qui va durer douze jours, l'équipage composé de six astronautes américains doit livrer à la station spatiale internationale, l'ISS, plus de douze tonnes d'équipement.
La construction de cette dernière étant presque terminée, il s'agit surtout d'acheminer de nombreuses pièces de rechange, de batteries, ou encore des vivres et des équipements pour l'entretien. En outre, Atlantis va emporter un élément de haute importance, un mini-module russe, Rassvet, qui va servir à l'accostage des vaisseaux Soyouz et Progress, en attendant un nouvel orbiteur américain en 2015.
Ce sont ces engins qui vont assurer la liaison entre la terre et la station internationale. Ainsi les navettes Endeavour et Discovery, au bout de trente ans de service, devront effectuer à l'automne prochain encore une dernière mission chacune.
Depuis 1998, les orbiteurs américains ont principalement participé à la construction de l'ISS : un projet international de plus de cent milliards de dollars, mais surtout financé par les Etats-Unis. Le président américain a annoncé récemment le maintien de la station spatiale internationale jusqu'en 2020.