Start von Cape Canaveral (KSC); Landung in Cape Canaveral (KSC). STS-50 landete entgegen den Planungen in Cape Canaveral, weil eine Landung auf der Edwards AFB wegen der Auswirkungen des Hurrikans Darby nicht möglich war.

Es war das erste Space Shuttle mit einer Extended Duration Orbiter (EDO)-Palette, die es erlaubt, Flüge mit längerer Missionsdauer zu unternehmen. Zusätzlich zu dieser EDO-Palette wurde die Columbia auch noch mit einem neuen, regenerativen System zur Kohlendioxidbeseitigung aus der Atemluft (was aber einige Tage aufgrund eines defekten Sensors nicht funktionierte) sowie durch neue Schubladen im Mitteldeck mit weiterem Stauraum für Lebensmittel und Abfällen ausgerüstet. Zudem wurden zwei Extra-Tanks für Stickstoff eingebaut. Das neue Waste Collection System (also das Abfall-Sammelsystem) funktionierte zwar einwandfrei, gab aber, wenn es arbeitete pfeifende Geräusche von sich.

Hauptnutzlast der Mission war das "United States Microgravity Laboratory-1" (USML-1) mit insgesamt 31 Experimenten der wie Züchtung von Kristallen, medizinischen Experimenten, der Untersuchung der Dynamik von Fluiden in der Schwerelosigkeit und biologischen Experimenten. Unter anderem standen diese Experimente auf dem Programm: Crystal Growth Furnace (CGF); Drop Physics Module (DPM); Surface Tension Driven Convection Experiments (STDCE); Zeolite Crystal Growth (ZCG); Protein Crystal Growth (PCG); Glovebox Facility (GBX); Space Acceleration Measurement System (SAMS); Generic Bioprocessing Apparatus (GBA); Astroculture-1 (ASC); Extended Duration Orbiter Medical Project (EDOMP); Solid Surface Combustion Experiment (SSCE).

Sekundäre Experimente waren: Investigations into Polymer Membrane Processing (IPMP), Shuttle Amateur Radio Experiment II (SAREX II) und Ultraviolet Plume Instrument (UVPI).

Nachdem die Missionsdauer aufgrund schlechten Wetters auch noch verlängert werden musste, war diese Mission auch der bis dahin längste Flug eines Space Shuttle.