Celá paměť je uložena na křemíkovém plátku na kterém je mřížka jamek, vzniklá odpařováním zlaté vrstvy. Mřížka se dělí na stopy a pokud bychom se na ni podívali, tak se nám to jeví velmi podobně jako CD-ROM (atomová paměť napravo):

Stopa je na křemíkovém plátku široká přesně pět atomů a na stopě musí být mezi dvěma atomy nesoucími informaci další čtyři atomy. To dohromady dělá 20 (5×4) atomů na jeden bit. To, proč se zde mluví o tom, že jeden atom nese jednobitovou informaci je schováno ve faktu, že do oné jamky je buď vložen další 21. atom, nebo tam není. Jeho přítomnost signalizuje bitovou jedničku a nepřítomnost nulu. Ostatní atomy jsou zde vlastně jen na oddělení atomů nesoucích informaci od sebe.

Čtení z tohoto média není příliš složité, protože stopy jsou od sebe dostatečně odděleny, takže stačí číst v rámci jedné stopy jednorozměrně. Zápis je mnohem složitější. Na to, abychom byli přesně schopni uložit atom do příslušné jamky bez rizika toho, že přeskočí do vedlejší, bychom potřebovali velmi nízké teploty (teplo je vlastně rychlost pohybu atomů), někde na úrovni teplot tekutého helia. Tato paměť však dokáže pracovat při běžné teplotě a využívá k tomu jednoduchý fígl. Nejprve se celá plocha předformátuje, všude jsou atomy křemíku navíc, takže všechny bity jsou v pozici 1. Při vlastním zápisu se pak jen v případě, že se zapisuje nula, odejme atom křemíku. Zápis nuly krásně ilustruje následující obrázek:

Vypadá to zatím všechno velmi dobře, ale má to zásadní vadu: rychlost, nebo spíše pomalost. Takovýto zápis je znatelně pomalejší nežli zápis na klasický pevný disk. Na druhou stranu, zatímco dnešní disky mají hustotu záznamu cca 40 gigabitů na čtvereční palec, tato atomová paměť dokáže uložit 250 terabitů na čvereční palec.

Nyní se předpokládá, že v budoucnosti bude nutné rozdělovat úložné paměti buď podle kapacity, nebo podle rychlosti (to se však v jisté míře děje už dnes). Zatím se totiž zdá, že buď budou paměti rychlé, nebo budou mít velkou kapacitu. Kupříkladu taková DNA. Ta využívá pro uložení jednoho bitu 32 atomů. To je velmi podobné této atomové paměti, jelikož ta využívá 20 atomů (nebo 21, chtete-li). Také rychlost čtení je u obou velmi podobná:

A nyní trochu odbočím. Možná jste již slyšeli o legendárním fyzikovi Richardu Feynmanovi (vřele všem, tedy i těm, kterým fyzika nikdy nic neříkala, doporučuji k přečtení jeho knihy To nemyslíte vážně, pane Feynmane! a Snad ti nedělají starosti cizí názory - u té první se pravděpodobně velmi dobře pobavíte), který v roce 1959 předpověděl, že bude možné ukládat data až na atomární úrovni, jelikož nenašel žádné fyzikální zákony, které by tomu bránily. Odhadnul, že pro uložení jednoho bitu bude zapotřebí 5×5×5=125 bitů, které budou od sebe oddělovat atomy, jenž ponesou vlastní informaci. Jenže on počítal s třírozměrným médiem. Pokud bychom vztáhli jeho úvahu jen na dvourozměné, tak by potřeboval na jeden bit 5×5=25 atomů. Vypadá to, že se trefil opravdu velmi dobře. Navíc ještě odhadl, že pokud bychom chtěli uložit do takovéhoto média všechny napsané informace od vynálezu knihtisku, pak by stačila krychlička s hranou 0,1 mm!