משימת STS-114 היא משימת "החזרה לחלל" של נאס"א לאחר אסון הקולומביה. משימה זו יצאה לדרכה לאחר שנתיים וחצי של קרקוע כל המעבורת עקב האסון. זוהי המשימה השנייה בתוכנית מעבורות החלל שמפקדה היא אישה (איליין קולינס הייתה גם המפקדת במשימה STS-93). במקור, הייתה האטלנטיס אמורה לבצע את המשימה, אך עקב תקלה במערכת ההילוכים הוחלט על הדיסקברי. שבע עשרה שנים קודם ביצעה הדיסקברי את משימת "החזרה לחלל" הראשונה בתולדות נאס"א לאחר אסון צ'לנג'ר.
מטרתה העיקרית של המשימה הייתה לחדש את האספקה והציוד לתחנת החלל הבינלאומית. אולם, רוב ההתמקדות במשימה הייתה לבחון טכניקות חדשות שיהפכו את טיסות מעבורות החלל לבטוחות יותר, שכוללות פיקוח ושיפור הטכניקות הקיימות. הצוות השתמש במערכת Orbital Boom Sensor System החדשה, חלק באורך 15 מטרים שכולל ציוד שמצלם את המעבורת מכל הזוויות האפשריות כדי לאתר נזקים ובנוסף מערכת לייזר Laser Dynamic Range Imager כדי להבחין בתקינות מגיני החום בגחון המעבורת. הצוות סרק את קצוות כנפי המעבורת במטרה לזהות נזקים. צילומים אלו נשלחו לכדור הארץ כדי שהמומחים יבחנו אותם לעומק.
המעבורת התחברה למודול Destiny. בתא המטען של המערכות היה מודול לוגיסטי רב תכליתי "רפאלו" עם 4,219 ק"ג ציוד ומצרכים. בנוסף לכך הגיע בסיס אחיסון חיצוני ESP-2. להתקנתה על מודול Quest צוות המעוברת ביצע 3 פעמים פעילות חוץ רכבית בשמך כולל של 20 שעות. המעמורת התנתקה מתחנת החלל ב-8 באוגוסט עם 5,028 ק"ג ציוד ומצרכים שאין בהם צורך.