O Ônibus Espacial Atlantis (OV-104), foi o quarto veículo deste tipo a ser construído pela NASA. Recebeu o nome de Atlantis, em honra do primeiro navio de pesquisa oceanográfica dos EUA, com o mesmo nome.

Beneficiando da experiência adquirida com a construção dos seus antecessores, o Atlantis tinha um peso inferior em cerca de 3 toneladas, e teve um tempo de construção reduzido a metade, em relação ao primeiro veículo operacional, o já desaparecido Columbia. Algumas peças adicionais, não usadas na sua construção foram mais tarde utilizadas no Endeavour.

O primeiro vôo do Atlantis, realizou-se em outubro de 1985, numa missão militar secreta. Desde então lançou várias sondas, e tem participado na construção da ISS.

O Atlantis, será o primeiro ônibus espacial a se aposentar, provavelmente em 2008. O Discovery se aposentará um ano depois em 2009. E, o último a se aposentar será o Endeavour, provavelmente em 2010, quando serão substituídos pelos novos veículos de exploração da NASA: ÓRION e ARES.