La misión del Columbia, era una odisea científica que combinaba los talentos de 70 científicos internacionales con los de los siete tripulantes de abordo. Para su misión de 16 días, el Columbia llevaba en su bóveda un nuevo módulo presurizado de investigación, el Spacehab RDM (Research Double Module) y cuatro toneladas de equipos científicos de un valor total de 78 millones de dólares.
Durante la travesía, pese a sufrir algunos pequeños problemas técnicos con ciertos experimentos, los astronautas realizaron una verdadera maratón científica, con más de 80 pruebas en condiciones de ingravidez, desde los efectos biomédicos de la microgravedad sobre el organismo humano hasta el crecimiento de los cristales de proteínas, pasando por la observación de fenómenos meteorológicos. Por ejemplo, el astronauta israelí Ilan Ramon logró filmar con la ayuda de cámaras sofisticadas una enorme tempestad de polvo sobre el Océano Atlántico. Los resultados de estas observaciones deberían permitir evaluar el impacto de estas nubes sobre el clima.
