Monumentalna budowla przedstawia model kryształu żelaza, powiększonego 165 miliardów razy. Składa się z 9 kul, symbolizujących atomy, połączonych rurami, w których znajdują się ruchome schody. W najwyżej położonej kuli znajduje się platforma widokowa. Cała konstrukcja mierzy 103 m wysokości i została wykonana ze stali i aluminium.
Do zwiedzania udostępniono tylko niektóre kule. Znajdują się w nich wystawy stałe i tymczasowe poświęcone głównie sztuce cyfrowej. Mieści się tu także restauracja z panoramicznym widokiem na miasto oraz strefa dla dzieci. U podnóża budowli znajduje się sklep z pamiątkami oraz biuro informacji turystycznej.
Atomium zostało wzniesione z okazji Wystawy Światowej w Brukseli w 1958, znanej też jako EXPO-58. Stanowiło symbol ówczesnych osiągnięć naukowych i technicznych. Zbudowano go według projektu inżyniera André Waterkeyn oraz dwóch braci-architektów, André i Jean Polaków.