阿特兰蒂斯号航天飞机（OV-104）是美国国家航空航天局肯尼迪太空中心旗下，第四架实际执行太空飞行任务的航天飞机。它与发现号是姊妹机，属于NASA第二批制造的航天飞机，由于发现号与阿特兰蒂斯号制造的过程中也同时生产了一批备用零件，稍后NASA决定利用这些多余的零件，进而组装成第五架航天飞机即奋进号。
“亚特兰蒂斯”号航天飞机的第一次飞行是美国空军的一次机密行动，它把两颗国防通信卫星送入太空。这架航天飞机一些更加引人注目的飞行行动包括1989年将“伽利略”号和“麦哲伦”号行星探测器送入太空和1991年将康普顿伽马射线观测台送入太空。
1996年，“亚特兰蒂斯”号航天飞机将美国宇航员莎朗·露西德送到俄罗斯的“和平”号空间站，露西德在空间站上停留了6个月，打破了太空停留时间的记录，之后“亚特兰蒂斯”号航天飞机又把她接回了地面。
美国东部时间14日14时20分（北京时间15日2时20分），“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，开始为期12天的告别之旅。年底前，包括“阿特兰蒂斯”号在内的美国现役3架航天飞机将全部退役。
由于几乎每一次升空的任务都不尽相同，因此，亚特兰蒂斯号航天飞机设计时就突出了任务适应性。空重38635千克，装发动机后重77564千克。
亚特兰蒂斯号从前任航天飞机中吸取了许多经验，在首飞时，它比哥伦比亚号轻3163千克；在轨道器组装中获得的经验，使亚特兰蒂斯号所需人时比哥伦比亚号减少了49.5％，这大部分来源于在机身前部采用防热敷层取代陶瓷片。
在建造亚特兰蒂斯和发现号过程中，NASA选择不同的承包商生产一套结构备件，以便在出现偶然事件时方便修理。这些备件包括后机身、中机身、前机身、垂尾和方向舵、机翼和升降舵等。后来这些备件被用到了奋进号航天飞机上。
被船运到加利福尼亚进行升级和改装，包括加装减速伞，800个防热片以及起落架舱门换装新型绝缘材料等，共计在20个月内完成约165处改进。
亚特兰蒂斯服役成绩：开始建造时间1980年3月，首次飞行时间1985年4月，至今往返太空31次，绕地球飞行圈数4462圈，在轨道上空时间282天，飞行距离1亿8400万公里，向太空运送航天员人数185名。