Atomix відбувається на ігровому полі, що складається з кількох стін, по яких розкидані атоми.
Гравцеві доручено зібрати молекулу з атомів. Атоми повинні бути розташовані так, щоб точно відповідати молекулі, що відображається в лівій частині екрана.
Гравець може вибрати атом і перемістити його в будь-якому з чотирьох сторін світу. Переміщений атом продовжує ковзати в одному напрямку, поки не вдариться об стіну або інший атом.
Вирішення головоломок вимагає стратегічного планування переміщення атомів, і на наступних рівнях з невеликим вільним простором навіть знайти місце для завершеної молекули може бути проблемою. Після того, як молекула зібрана, гравець отримує оцінку; чим швидше було складено головоломку, тим вищий рахунок.
Кожна головоломка повинна бути завершена протягом обмеження часу. Частину очок гравця можна витратити, щоб перезапустити невдалу головоломку. Вся гра складається з 30 головоломок зростаючої складності.
Крім того, після кожних п’яти головоломок є бонусний рівень, на якому гравець повинен переміщувати лабораторні колби, наповнені різною кількістю рідини, щоб розташувати їх від порожніх до повних.