Az űreszközzel öt amerikai asztronauta és két európai űrhajós, a francia Léopold Eyharts és a német Hans Schlegel utazik a Föld körül 350 kilométeres magasságban keringő űrállomásra.

Az Atlantist az eredeti tervek szerint december 6-án kellett volna elindítani. Akkor azonban elhalasztották az indítást, mert külső üzemanyagtartályának a szintjelzői meghibásodtak.

Ezt követően több alkalommal is lemondtak az újabb és újabb időpontokra kitűzött startokról, mert a műszaki hibát nem sikerült teljes egészében megszüntetni. Az Atlantis legfontosabb rakományának, a Columbusnak végleges helyre illesztésével az űrbázis lakótere jelentően kibővül.

A kutatómodulban az MTA Pszichológiai Kutatóintézet Űrkutató Csoportja által kifejlesztett kísérleteket is fognak végezni az űrhajósok: elsőként az Európai Fiziológiai Modul (EPM) nevű műszer-együttessel.

A berendezés segítségével két fontos kérdésre keresik a választ: az egyik a komplex cselekvéseket szervező agyi prefrontális terület zavarainak vizsgálata, a másik pedig a térbeli tájékozódás súlytalanságbéli változásának megfigyelése.