To pierwszy start wahadłowca w tym roku po tym, gdy odwołano lot, który miał odbyć się w marcu. Pod koniec lutego, gdy prom stał już przygotowany na platformie startowej, gradobicie uszkodziło powłokę izolacyjną zbiornika z paliwem. Konieczność naprawy osłony spowodowała przełożenie startu na czerwiec.
Celem misji Atlantisa jest dostarczenie i instalacja na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej kolejnych elementów konstrukcji ISS i paneli baterii słonecznych. Nastąpi również niewielka zmiana w składzie załogi stacji.
Atlantis, który wystartował o godz. 19:38 w piątek (1:38 w sobotę czasu polskiego) z Przylądka Canaveral na Florydzie, dotrze do ISS w niedzielę ok. godz. 21.30 (czasu polskiego). Misja planowana jest na 11 dni, może jednak w razie potrzeby zostać przedłużona o kolejne dwa.
Po jej zakończeniu na pokładzie promu powróci na Ziemię z ISS amerykańska astronautka Sunita Williams. Zastąpi ją znajdujący się w składzie siedmioosobowej załogi Atlantisa Clayton Anderson.