STS-125は、ハッブル宇宙望遠鏡サービスミッション(HST SM-4)のために、2009年5月にスペースシャトルアトランティスによって行われた有人宇宙飛行である。 当初は、2008年10月に打ち上げが予定され、発射場まで移動したが、直前になってハッブル宇宙望遠鏡のシステムに不具合が見つかり、その修理の準備を行うために延期された。 主な内容は、故障したメインカメラACS (掃天用高性能カメラ) の交換、バッテリーの交換、新たな観測機器の取り付け、その他故障箇所の修理である。 ハッブル宇宙望遠鏡に対するサービスミッションはこれが7年ぶり5度目であり、これが最後となった。また、スペースシャトルが国際宇宙ステーション(ISS)関連以外のミッションで飛行するのもこれが最後となった。 極めて難易度の高い困難なミッションであるため、過去に修理ミッションの経験がある飛行士を起用し、二年間に渡る長期の訓練を行った。 悪天候のため着陸はケネディ宇宙センターからエドワーズ空軍基地へと変更された。