STS-120 on 120. Nasan avaruussukkulalento. Se lennettiin Discovery-sukkulalla, ja oli sukkulan 34. lento. Sukkula laukaistiin Kennedyn avaruuskeskuksesta 23. lokakuuta 2007 kello 16.38 (CET).
STS-120 -tehtävän aikana sukkulan miehistö asensi Kansainväliselle avaruusasemalle Nasan omistaman italialaisvalmisteisen yhdysmoduli Harmonyn, sekä valmisteli tulevia lentoja. Lennolla vaihdettiin yksi ISS Retkikunta 16:n jäsen. Ensimmäistä kertaa sekä sukkulaa että avaruusasemaa johtaa nainen - Pamela Melroy toimii sukkulan komentajana ja Peggy Whitson kansainvälisen avaruusaseman komentajana. Italialainen ESA:n astronautti Paolo Nespoli suoritti tieteellisiä kokeita ESA:lle ja Italian avaruusjärjestölle.
Tähtien sota -elokuvasarjan 30-vuotisjuhlan kunniaksi astronautit ottivat mukaansa valosapelin, jota Mark Hamill käytti elokuvassa Tähtien sota: Episodi VI – Jedin paluu, ja lennon jälkeen se asetettiin näytteille Space Center Houstoniin, Lyndon B. Johnson Space Centerin yleisökeskukseen.
Discovery laskeutui Kennydyn avaruuskeskukseen 7. marraskuuta 2007 kello 20.01 Suomen aikaa.