Em 1957, foi assinado o Tratado que institui a Comunidade Europeia da Energia Atômica (EURATOM), sendo um dos Tratados de Roma. Os principais objetivos do Tratado da EURATOM são promover a investigação e assegurar a difusão dos conhecimentos técnicos; estabelecer normas de segurança uniformes com vista a proteger a saúde da população e dos trabalhadores da indústria; facilitar a investigação; e garantir que os materiais nucleares não sejam desviados para fins diferentes daqueles a que se destinam, em particular militares. Seus membros fundadores são Alemanha Ocidental (RFA), Bélgica, França, Itália, Luxemburgo e os Países Baixos.

O Tratado de Roma estabeleceu, ainda, a Agência de Aprovisionamento da EURATOM (ESA, na sigla em inglês), com sede em Luxemburgo, autonomia financeira e a missão de garantir o aprovisionamento regular e seguro de materiais nucleares (minérios, matérias-primas e materiais cindíveis especiais) no âmbito da EURATOM. A ESA e a União Europeia (EU) são duas organizações internacionais com personalidade jurídica distinta, embora partilhem as mesmas instituições, por força do Tratado de Fusão (1965).

Atualmente, a EURATOM e a ESA compreendem os 27 países da UE. O Reino Unido retirou-se da EURATOM com o Brexit, mas concluiu acordo de cooperação com a organização em 2021 e, por força do Acordo de Comércio e Cooperação com a UE, poderá participar de programas da EURATOM como Estado Associado, embora, em setembro de 2023, tenha anunciado que não buscará esse status. A Suíça é Estado Associado desde 2014. A EURATOM também mantém acordos de cooperação com cerca de uma dezena de parceiros, como Austrália, Canadá, Índia, Japão, África do Sul, Ucrânia e Estados Unidos (EUA).

Ainda sob o guarda-chuva da EURATOM, está a Empresa Comum Europeia para o Desenvolvimento da Energia de Fusão (F4E, na sigla em inglês). Ela gere a contribuição da UE para o projeto International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), uma cooperação internacional entre a UE (representada pela EURATOM), a China, a Índia, o Japão, a Coreia do Sul, a Rússia e os EUA, sob o patrocínio da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), que tem como objetivo demonstrar a viabilidade científica e tecnológica da energia de fusão.