Med floto vesoljskih orbiterjev Nacionalne uprave za aeronavtiko in vesolje ali NASA je vesoljski shuttle Atlantis le eden od treh preostalih orbiterjev, ki so še v uporabi. Skupaj z vesoljskim šatlom Endeavour in vesoljskim shuttleom Discovery je vesoljski shuttle Atlantis letalo, ki je sposobno potovati v vesolje, opravilo pa je več potovanj na Mednarodno vesoljsko postajo in vesoljski teleskop Hubble. Opravil je tudi sedem potovanj na nekdanjo rusko vesoljsko postajo Mir.
Gradnja vesoljske ladje Atlantis se je začela leta 1980, potem ko je bila leta 1979 oddana pogodba z Rockwell International. Zaključen je bil leta 1984 in je bil pripravljen za izstrelitev konec leta 1985. Od svojega zaključka je vesoljski shuttle Atlantis opravil več kot 30 misij in je bil gostitelj za skoraj 200 posadk in več kot 150 posameznikov je bilo na letih Atlantisa. Shuttle Atlantis je poimenovan po RV Atlantis, jadrnici z dvema jamboroma, ki je delovala kot raziskovalna ladja med letoma 1930 in 1966. Vesoljski shuttle Atlantis naj bi končal svojo uporabo maja 2010.
Tako kot drugi orbiterji vesoljskih šatlov v floti NASA tudi vesoljski shuttle Atlantis vzleti navpično z izstrelitvene platforme. Orbiter space shuttle je povezan s tovorom goriva in raketami, ki poganjajo orbiter v vesolje. Space shuttle ponovno vstopi v zemeljsko atmosfero in deluje kot jadralno letalo, ki se spusti nazaj na zemeljsko površino za pristanek. Medtem ko je v vesolju, je vesoljski shuttle sposoben izvajati številne dejavnosti, potrebne za vzdrževanje vesoljskega programa NASA; astronavti so opravili popravila na vesoljskem teleskopu Hubble, dostavili blago in opremo na Mednarodno vesoljsko postajo in napotili planetarne sonde iz Atlantide v času njenega delovanja kot aktivni vesoljski shuttle.
Ko je Atlantida na zemlji, je pod pritiskom na drugačni ravni kot v vesolju; med vesoljskim letom se shuttle Atlantis razširi zaradi različnih sil in pritiskov, ki delujejo na plovilo. Na neki točki v zgodovini letenja se je majhen gumb zataknil med okno in armaturno ploščo v shuttleu. Ko je shuttle pristal, je bil gumb odkrit, a ker se je shuttle skrčil, ko je dosegel zemljo, gumba ni bilo mogoče odstraniti. Šatl je moral biti umetno pod tlakom, da se je gumb lahko zamrznil in nato odstranil, kar je minimalno poškodovalo strukturo shuttlea. To je preprečilo daljšo zamudo v voznem redu Atlantisa.