Pertama kali diterbangkan pada 30 Agustus 1984, Discovery adalah pesawat ulang-alik ketiga dan yang tertua yang masih dioperasikan hingga saat ini. Fungsi-fungsinya adalah untuk misi-misi penelitian dan pemasangan Stasiun Luar Angkasa Internasional. Nama Discovery berasal dari nama HMS Discovery, sebuah kapal yang pernah digunakan sang penjelajah, James Cook.
Hingga Juli 2005, Discovery telah mengadakan 31 penerbangan, menghabiskan 241,95 hari di angkasa, menyelesaikan 3.808 orbit dan terbang sejauh 158.859.429 km.
Discovery adalah pesawat ulang-alik yang meluncurkan Teleskop Hubble. Selain itu, pada 29 Oktober 1998, pesawat ini juga membawa astronot John Glenn yang saat itu berusia 77 tahun, ke angkasa, membuatnya menjadi manusia tertua yang pernah mengangkasa.
Dalam misi luar angkasa pertama NASA setelah meledaknya Columbia, STS-114, ditemukan bahwa sepotong busa untuk insulasi lepas dari pesawat saat peluncuran. Misi yang berlangsung dari 26 Juli 2005 tersebut berhasil diselesaikan pada 9 Agustus 2005, sehari terlambat dari jadwal. Setelah kejadian tersebut, NASA menunda seluruh peluncuran yang telah direncanakan hingga masalahnya dipecahkan.
Pada tanggal 4 Juli 2006, NASA tetap meluncurkan pesawat angkasa luar Discovery, meskipun sebelumnya timbul kekhawatiran karena munculnya gangguan teknis pada tubuh pesawat.
Discovery rencananya akan dipensiunkan pada tahun 2010.
