Ødeleggelsen av Columbia fulgt av nesten nøyaktig 17 år tapet av Challenger i en lanseringsulykke 28. januar 1986. Ironisk nok var årsaken til Columbia-katastrofen snart fast bestemt på å være også lanseringsrelatert. Filmer viste at et stykke isolasjonsskum brøt løs fra den eksterne drivstofftanken og traff forkanten på venstre vinge omtrent 81 sekunder etter løfting. Biter av skum hadde løsnet i tidligere oppdrag uten alvorlig uhell, og på tidspunktet for Columbia-lanseringen trodde ingeniørene fra National Aeronautics and Space Administration (NASA) ikke at skummet hadde nok fart til å forårsake betydelig skade. Faktisk, som demonstrert i test etter ulykke, var skummet i stand til å slå et stort hull i de forsterkede karbon-karbonisolasjonsfliser som beskyttet skyttelens nese og vingekanter mot den ekstreme varmen fra atmosfærisk gjeninnføring. Selv om noen ingeniører ønsket at bakkebaserte kameraer skulle ta bilder av bane for å se etter skader, kom forespørselen ikke til de rette tjenestemennene.

Under Columbias atmosfæriske tilbakeføring trengte varme gasser inn i den ødelagte flisdelen. og smeltet store strukturelle elementer av vingen, som til slutt kollapset. Data fra kjøretøyet viste stigende temperaturer innenfor seksjoner av venstre ving allerede klokken 08:52, selv om mannskapet visste om situasjonen i bare et minutt eller så før kjøretøyet brøt sammen. Senere etterforskning av NASA og det uavhengige Columbia Accident Investigation Board avdekket en rekke ledelsesmangler, i tillegg til den umiddelbare tekniske årsaken (dårlig produksjonskontroll av tankisolasjon og andre mangler), som tillot ulykken å skje.

Det mest håndgripelige resultatet av ulykken var en jording av de resterende tre skyttelbussene – Discovery, Atlantis og Endeavour (den siste bygget for å erstatte Challenger) – til NASA og dets entreprenører kunne utvikle midler for å forhindre lignende ulykker, som inkluderte sett for reparasjoner i bane.

Montering av den internasjonale romstasjonen (ISS) i jordbanen ble suspendert etter Columbia-ulykken til shuttlefly kunne gjenopptas. Begrenset forskning på ISS ble utført av roterende to-personers mannskaper lansert i russisk Soyuz romfartøy. Transporten kom ikke tilbake til verdensrommet før STS-114-oppdraget, som ble lansert 26. juli 2005.