Kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon eli NASAn avaruusradalla olevien laivaston joukossa Atlantis -avaruussukkula on vain yksi kolmesta edelleen käytössä olevasta kiertoradasta. Endeavour -avaruussukkulan ja Discovery -avaruussukkulan ohella Atlantis -avaruussukkula on lentokone, joka kykenee matkustamaan avaruuteen, ja se on tehnyt useita matkoja kansainväliselle avaruusasemalle sekä Hubble -avaruusteleskoopille. Se on myös tehnyt seitsemän matkaa entiselle Venäjän avaruusasemalle Mir.
Atlantis -avaruussukkulan rakentaminen alkoi vuonna 1980, kun Rockwell Internationalille myönnettiin sopimus vuonna 1979. Se valmistui vuonna 1984 ja oli valmis käynnistettäväksi vuoden 1985 lopulla. Valmistumisensa jälkeen Atlantis -avaruussukkula suoritti yli 30 tehtävää ja on ollut isäntänä lähes 200 miehistölle ja yli 150 henkilöä on ollut Atlantis -lennoilla. Atlantis-sukkula on nimetty RV Atlantis -laitteesta, kaksimastoisesta purjelaivasta, joka toimi tutkimusaluksena vuosina 1930–1966. Atlantis-avaruussukkulan oli määrä lopettaa palvelunsa toukokuussa 2010.
Kuten muutkin NASAn laivaston avaruuskuljetusradat, Atlantis -avaruussukkula nousee pystysuoraan laukaisualustalta. Avaruussukkula -kiertorata on yhdistetty polttoaineen hyötykuormaan ja raketteihin, jotka kuljettavat kiertoradan avaruuteen. Avaruussukkula palaa maan ilmakehään ja toimii purjelentokoneena, joka laskeutuu alas maanpintaan. Avaruudessa ollessaan avaruussukkula pystyy moniin toimintoihin, jotka ovat tarpeen NASA: n avaruusohjelman pitämiseksi käynnissä; astronautit ovat tehneet Hubble -avaruusteleskoopin korjauksia, toimittaneet tavaroita ja laitteita Kansainväliselle avaruusasemalle ja lähettäneet planeettoja Antlantisilta koko toimikautensa ajan aktiivisena avaruussukkulana.
Kun Atlantis on maan päällä, se paineistuu eri tasolla kuin avaruudessa; avaruuslennon aikana Atlantiksen sukkula laajenee alukseen kohdistuvien eri voimien ja paineiden vuoksi. Yhdessä vaiheessa lentohistoriaansa pieni nuppi jäi sukkulan ikkunan ja kojelaudan väliin. Kun sukkula laskeutui, nuppi löydettiin, mutta koska sukkula oli supistunut, kun se saavutti maan, nuppia ei voitu poistaa. Sukkula oli paineistettava keinotekoisesti, jotta nuppi voidaan jäädyttää ja poistaa sitten, mikä vahingoittaa sukkulan rakennetta mahdollisimman vähän. Tämä esti Atlantis -lennon aikataulun pitkän viivästymisen.