Una vez en el espacio, el ATV se puede dejar “aparcado” a la espera del momento apropiado para el atraque. De esta manera se pueden llevar a cabo otros objetivos de la misión incluso después del lanzamiento de un ATV.

Cuando se encuentra a 250 metros de la Estación, el sistema del ATV pasa a la modalidad guiado, navegación y control (GNC), que utiliza sensores ópticos, emitiendo haces láser a unos reflectores colocados en el módulo Zvezda de la ISS que lo conducen a su destino final. Tras recibir la autorización del centro de control, el ATV lleva a cabo su aproximación hasta 12 metros de distancia y cubre los últimos metros hasta la escotilla de atraque de la ISS a una velocidad relativa máxima de 10 centímetros por segundo. La sonda de atraque extendida del ATV tiene un diámetro de unos 15 centímetros y la captura la escotilla de atraque de Zvezda.

Por ahora, resulta más rentable que cada ATV se use sólo una vez y que se queme durante la reentrada en la atmósfera terrestre.