Construido con motivo de la Exposición Universal de 1958, el Atomium no tenía que durar más de 6 meses, pero finalmente se quedó de forma permanente debido a que se convirtió en un atractivo turístico y en uno de los símbolos de Bruselas.

El diseño del Atomium fue obra de André Waterkeyn y representa un átomo de hierro ampliado 165.000 millones de veces. La estructura tiene 102 metros de altura y está formada por 9 esferas de acero, 3 de las 4 esferas superiores carecen de soporte vertical y por lo tanto no están abiertas al público por razones de seguridad. Cada una de las esferas mide 18 metros de diámetro.

A partir de marzo de 2004, se llevó a cabo un proceso de renovación. El Atomium abrió nuevamente, totalmente renovado, el 18 de febrero de 2006. En su interior se incluyó un elevador que lleva a la cima a una velocidad de 5 m/s.

El diseño original contemplaba el átomo sin soportes, la estructura era simplemente para descansar en las esferas. Las pruebas en túnel de viento demostraron que la estructura se habría derrumbado con 80 km/h de viento (se han registrado vientos de 140 km/h en Bélgica). Columnas de soporte se añadieron para lograr una resistencia suficiente contra los vuelcos.

La esfera superior ofrece unas vistas magníficas de la ciudad de Bruselas y de sus entornos. Además de un recorrido surrealista a través de tubos y esferas, con una exposición permanente dedicada a la historia del edificio, el Atomium también presenta exposiciones temporales al gran público y una serie de talleres y de actividades inscritos en una filosofía futurista y universal.

La iluminación exterior nocturna se realizó colocando pequeñas armaduras luminosas y circulares a unas distancias regulares de 1,50 m, por todo el contorno de cada esfera. Estas luces se encienden y se apagan continuamente y dan la impresión de puntos luminosos que se encuentran en las intersecciones de los círculos grandes, lo que da al espectador una impresión de pulsación luminosa en diferentes puntos de la esfera. La idea de esta iluminación fue la imaginación de la rotación de electrones alrededor de cada átomo del cristal de hierro. La posición escogida para el conjunto, fue inspirada principalmente por consideraciones estéticas. La posición aseguraba la estabilidad mediante tres torres de apoyo y tenían dos funciones fundamentales: Sostener las esferas inferiores del Atomium y permitir la colocación en su interior de escaleras de descenso, indispensables para la salida del público que entra en él por la esfera situada en la base.