Zu einer wissenschaftlichen Mission mit Schwerpunkt Mikrogravitationsforschung startete das US Space Shuttle „Columbia“ am 04.03.1994 um 13:53 UTC von LC-​39 B in Cape Canaveral. Einen Tag zuvor war der Start wegen einer Wettervorhersage mit nur 10 %iger Wahrscheinlichkeit ausreichender Bedingungen (eine Folge starker Winde am KSC) um 24 Stunden verschoben worden. Der Flug STS-​62  „Columbia F-​16″ trug auch die Bezeichnungen USMP-​2  (United States Microgravity Payload) bzw. OAST-​2  (Office of Aeronautics and Space Technology). Die nur fünfköpfige Crew (Kommandant John Casper, Pilot Andrew Allen, Missionsspezialisten Pierre Thuot, Charles Gemar und Marsha Ivins) hatte zahlreiche Experimente zu betreuen. Allerdings wurden zu diesem Zweck weder das europäische Raumlabor Spacelab noch das amerikanische SPACEHAB mitgeführt. Zwar befanden sich in der Nutzlastbucht eine Reihe von Experimenten, diese liefen jedoch entweder autonom oder wurden aus der Druckkabine des Shuttle bzw. vom Boden aus gesteuert. Da die Mission auf die Dauer von zwei Wochen ausgelegt war, wurde in der Nutzlastbucht allerdings das EDO Kit (Extended Duration Orbiter) mitgeführt, welches zusätzliche Ressourcen für solche „Langzeitflüge“ bereitstellte. Ein Großteil der zu betreuenden Experimente flog jedoch in der Druckkabine des Shuttle mit, darunter solche zur Züchtung von Proteinkristallen auf kommerzieller Basis. Bereits zum sechsten Mal wurde dagegen das Shuttle Solar Backscatter Ultraviolet (SSBUV) Instrument in der Nutzlastbucht mitgeführt. Vielfältige physiologische Untersuchungen unternahmen die Astronauten auch an sich selbst. Dazu kam erstmals ein Fahrrad-​Ergometer zum Einsatz, welches gegenüber dem bisher eingesetzten Modell über eine verbesserte schwingungsdämpfende Montierung verfügte. Im Mitteldeck beschäftigten sich die Astronauten mit der MODE (Middeck 0-​Gravity Dynamics Experiment) Versuchsreihe, bei der es um den Zusammenbau von Strukturen unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit ging und darum, deren Verhalten im montierten Zustand zu studieren. In der Nutzlastbucht liefen unterdessen verschiedene Schmelzversuche zur Erzeugung neuartiger Legierungen und zur Kristallzüchtung. Auch das Experiment LDCE (Limited Duration Space Candidate Materials Exposure) war dort untergebracht. Drei Träger mit je 264 unterschiedlichen Materialproben wurden während verschiedener Flugphasen kosmischen Bedingungen ausgesetzt. Diese Studien wurden im Hinblick auf die geplante internationale Raumstation unternommen. Auch wurde mit dem Dexterous End Effector (DEE) eine Verbesserung am RMS Manipulatorarm erprobt, die der Crew mehr Kontrolle über das Gerät bieten sollte. Nach einer von der Öffentlichkeit kaum beachteten, wissenschaftlich aber rundum erfolgreichen Mission, kehrte die „Columbia“ am 18.03.1994 zur Erde zurück. Da die Wetterbedingungen in Florida günstig waren, nutzte der Orbiter bereits die erste Gelegenheit an diesem Tag und setzte um 13:10 UTC nach 335:17 h auf Runway 33 in Cape Canaveral auf. Damit verfehlte die „Columbia“ nur knapp einen neuen Flugzeitrekord.