«Атлантис» STS-101 — третий полёт шаттла по программе Международной космической станции. Основной задачей миссии была доставка на орбиту расходуемых материалов и оборудования и ремонт электро оборудования модуля «Заря». Материалы и оборудование, доставляемое на станцию, было размещено в двойном транспортном модуле «Спейсхэб», который располагался в грузовом отсеке шаттла.
Проблемы с российской ракетой-носителем «Протон» не позволили вовремя вывести на орбиту служебный модуль «Звезда». Модуль «Заря», который с ноября 1998 года находился в космосе, имел ресурс автономного полёта до марта 2000 года. В это время станция состояла из модуля «Заря» и модуля «Юнити». В это время самой ранней датой запуска модуля «Звезда» считался июнь, но более реальной датой запуска были июль или август. Полёт STS-101 планировался из расчета, что модуль «Звезда» был бы уже в космосе и экипаж должен был бы провести обслуживание модуля «Заря» и привести в рабочее состояние модуль «Звезда». Когда в ноябре 1998 года на орбиту был выведен модуль «Заря», все были уверены, что до марта 2000 года (гарантированный срок функционирования аккумуляторных батарей модуля «Заря») модуль «Звезда» будет на орбите в любом случае. Но проблемы с финансированием и авария ракеты-носителя «Протон» привели к непредвиденным задержкам. Так как запуск модуля «Звезда» задерживался, НАСА приняло решение вместо одного полета выполнить два полета «Атлантис» STS-101 и «Атлантис» STS-106. Во время полета STS-101 выполнить обслуживание модуля «Заря», а во время полета STS-106 продолжить работы с модулями «Заря» и «Звезда».
К этому времени в модуле «Заря» в рабочем состоянии находились четыре из шести аккумуляторных батарей. Экипаж шаттла «Атлантис» STS-101 должен был заменить вышедшие из строя аккумуляторные батареи модуля «Заря», а также установить оборудование для перезарядки батарей, установить датчики задымления, газоанализаторы и системы связи. Во время выхода в открытый космос, астронавты должны были переместить кран «Стрела» с модуля «Заря» и временно закрепить его на модуле «Юнити», так как существовала опасность, что кран мог стать помехой при стыковке модуля «Звезда» с модулем «Заря».

Экипаж:

• Джеймс Холселл (James D. Halsell, 5-й космический полёт), командир экипажа
• Скотт Хоровитц (Scott J. Horowitz, 3-й космический полёт), пилот
• Мэри Уэбер (Mary Ellen Weber, 2), специалист полёта 1
• Джеффри Уильямс (Jeffry N. Williams, 1), специалист полёта 2
• Джеймс Восс (James S. Voss, 4), специалист полёта 3
• Сьюзан Хелмс (Susan J. Helms, 4), специалист полёта 4
• Юрий Усачёв (Россия, 3), специалист полёта 5