Die Expo '58 war die erste Weltausstellung nach dem Zweiten Weltkrieg. Der Architekt André Waterkeyn hatte das Atomium als Symbol für das Atomzeitalter und die friedliche Nutzung der Kernenergie entworfen; errichtet wurde es unter Leitung der Architekten André und Michel Polak.

Das Bauwerk, anfangs mit einer Aluminiumhaut überzogen, stellt mit Hilfe von neun Atomen die kubisch-raumzentrierte Elementarzelle einer Eisen-Kristallstruktur in 165-milliardenfacher Vergrößerung dar. Es ist 102 Meter hoch und besteht aus neun Kugeln von jeweils 18 Meter Durchmesser, von denen sechs begehbar sind. Die Kugeln sind durch 23 Meter lange Röhren, die Rolltreppen und Verbindungsgänge enthalten, miteinander verbunden. Insgesamt gibt es zwischen den Kugeln 20 Verbindungsgänge. Im mittleren Rohr der etwa 2.400 Tonnen schweren Konstruktion befindet sich ein Aufzug, der die Besucher in 25 Sekunden zur obersten Kugel des Atomiums bringt. Dort befinden sich ein Restaurant sowie rundherum Fenster mit Panoramablick. Auf kippbaren Monitoren werden die sichtbaren Gebäude zudem erläutert.