亞特蘭提斯號太空梭（英語：STS Atlantis OV-104）是美國國家航空暨太空總署（NASA）甘迺迪太空中心（KSC）旗下，第四架實際執行太空飛行任務的太空梭。它與發現號是姊妹機，屬於NASA第二批製造的太空梭。由於發現號與亞特兰蒂斯号製造的過程中也同時生產了一批備用零件，稍後NASA決定利用這些多餘的零件，進而組裝成美國太空梭計劃中最後一架太空梭——奮進號。
亞特蘭提斯號首次飛行於1985年10月3日，代號STS-51-J的該任務之主要酬載是來自美國國防部的委託，因此任務內容是國防機密，沒有對外公開。
亞特蘭提斯號在2011年7月9日午夜前執行最後一次代號為STS-135的任務，前往國際太空站，并於7月21日返航後正式除役。這也是太空梭計畫進行30年的最後一趟任務。
亞特蘭提斯號是太空梭計畫中現存的四架太空梭之一，於甘迺迪太空中心參觀者中心展出。
如同其他美國太空梭都是以早年的調查船等科學船隻作為命名由來的作法，亞特蘭提斯號的命名，是源自於一艘1930年到1966年間，隸屬於麻省伍茲霍爾海洋科學研究所的亞特蘭提斯號雙桅帆船。這艘雙桅帆船是第一艘被用於海洋科學研究的美國船隻，也是帆船時代末期最後幾艘活躍在海上的範例，因為那年代以蒸汽渦輪發動機或柴油引擎作為動力的船隻已經漸漸佔據水面，鮮少見得到帆船還在服役的。亞特蘭提斯號是艘140呎（42.7公尺）長、29呎（8.8公尺）寬的鐵殼海洋研究船，船身設計首重穩定性，船上設有實驗室可以隨時分析化驗利用兩具大型絞盤所採得的海水與海洋生物樣本，甚至還配置有最早期的電子化聲納設備，用以進行海床地貌的調查。
阿特兰蒂斯号于2011年7月21日结束了为期13天的太空任务，结束了美国航天飞机的服役历史。
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