Šestičlennou americkou posádku raketoplánu vedl astronaut Kenneth Ham. Na palubě s ním byli pilot Dominic Antonelli a specialisté Garrett Reisman, Stephen Bowen, Piers Sellers a Michael Good.

Atlantis v rámci dvanáctidenní mise dopravil na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS) ruský modul Rossvet (Úsvit) pro zakotvení ruských kosmických lodí. V rámci sedmidenního pobytu u stanice kosmonauti třikrát vystoupili do vesmíru a během výstupů vyměnili baterie ISS a vybavili ji záložní anténou pro spojení se Zemí.

Atlantis byl na své poslední, dvaatřicáté misi. Raketoplán, který poprvé odstartoval v říjnu 1985 a v roce 1995 jako první raketoplán zakotvil u vesmírné stanice Mir, by po přistání na Zemi měl zůstat v záloze pro případ nouzové události na oběžné dráze. S jeho řádným startem na misi se ale už nepočítá.

NASA do konce roku plánuje definitivně poslední mise také pro dva zbývající raketoplány. Discovery by měl odstartovat na osmidenní misi 16. září, Endeavour čeká desetidenní pobyt ve vesmíru v polovině listopadu. Poté Američané provoz raketoplánů zastaví a zásobování ISS bude záviset na ruských raketách.