Az űreszközzel öt amerikai asztronauta és két európai űrhajós, a francia Léopold Eyharts és a német Hans Schlegel utazott az űrállomásra.
A dokkolás előtt az Atlantis, az amerikai űrkutatási hivatal (NASA) biztonsági szabályzatának megfelelően az űrállomás előtt hosszanti tengelye körül fordulatot tett, hogy az ISS-en tartózkodó űrhajósok le tudják fényképezni az űrrepülőgép belülről nem látható részeit. A képeket a fedélzeti számítógép közbeiktatásával a földi űrközpontba továbbítják, ahol a szakértők tüzetesen megvizsgálják, történt-e az indításkor olyan mérvű kár, amely a visszatéréskor veszélyeztetné az űreszköz hővédő pajzsának épségét.
Az Atlantis küldetése részeként eljuttatta az ISS-re az első európai gyártmányú kutatómodult, a Columbust. Ebben a Magyar Tudományos Akadémia Pszichológiai Kutatóintézet Űrkutató Csoportja által kifejlesztett kísérleteket is fognak végezni az űrhajósok.