1958 yılındaki Expo 58 veya diğer adıyla Brüksel Dünya Fuarı için yaptırılan Atomium, Andre Waterkeyn ve Jean Polak tarafından tasarlanmıştır. 102 metre yüksekliğindeki yapı, dokuz tane çelik kürenin birleştirilmesi ile oluşturulmuş, bir adet demir atomunun en küçük hücre yapısının 165 milyar defa büyütülmesinden esinlenilmiştir. Yapıldığı dönemde Atomium’un 6 ay durması planlanıyorken, günümüzde modern Brüksel mimarisinin sembolü haline gelmiştir.

19. yüzyılın ortalarından beri düzenlenen Brüksel Dünya Fuarı, o yıllarda teknoloji ve bilim ağırlıklı bir organizasyon olduğu için, Atomium; Belçikalı mimarlar Andre Waterkeyn ve Jean Polak tarafından amacına uygun olarak, atom şeklinde tasarlanmıştır. Expo 58’de büyük bir sükse yarattığı için yıkımından vazgeçilmiştir.

Her biri 18 metre çapındaki 9 küre, 3 metre çapındaki 12 boru ile birbirine bağlanmıştır ve yürüyen merdivenlerle fuar hollerine geçiş yapılmıştır. Günümüzde sadece 6 kürenin ziyarete açık olduğu Atomium’da, en tepedeki küreye asansörle çıkılabilmektedir. En üstteki kürenin altında yer alan 3 küre, yapının dengesini sağladığı için günümüzde ziyarete kapalıdır.

En alttaki kürenin iki katında da; 1950’li yıllarda bilim, 1958’deki Brüksel Dünya Fuarı ve yapının yapılışına dair görseller, dokümanlar ve aktiviteler kalıcı sergiler yer almaktadır. Merkezdeki ikinci ve üçüncü kürelerde ise; yılda 1 kez değiştirilen sanatla, bilimle ya da teknolojiyle ilgili sergiler yer alıyor. Altıncı küre ve etkinlik küresi, çocuklara ayrılan bir bölüm. Bireysel giriş yapılamıyor ve çocuklara yönelik organizasyon düzenlenmesi için kiralanıyor ve özel giriş yapılıyor. Tepedeki beşinci kürenin alt katında seyir terası, üst katında da Brüksel’in panoramik manzarasının göründüğü bir restoran yer alıyor.

2000’li yıllarında başında restore edilen Atomium kürelerinin alüminyum kaplamaları paslanmaz çelikle değiştirilmiş, küreler LED ışıklarıyla süslenmiştir. 2006 yılında restorasyonu tamamlanan yapı eskisinden daha etkileyici bir şekilde ziyarete açılmıştır.