Atomic Merge 2048 is een samenvoegspel met een wetenschappelijk thema. De speler laat genummerde deeltjesbolletjes in een atoom vallen en voegt ze samen om bolletjes met een hoger nummer te maken. Het belangrijkste doel is om een kern van 2048 te maken. Daarna proberen ze kernen met een hoger nummer te maken en een zo hoog mogelijke score te behalen.
Het spel biedt verschillende unieke elementen. De speler kan een deeltje binnen of buiten het atoom laten vallen, maar een val te ver van de centrale kern kan het spel beëindigen. De speler moet dan doorgaan met de helft van zijn score of helemaal opnieuw beginnen.
De speler gebruikt een voorbeeld in het gebied rechtsboven om zijn acties te plannen. Als niet-matchende deeltjes botsen binnen de rode ring die de rand van het atoom voorstelt, stapelen de ballen zich op. Tijdens een samensmelting zorgt de daaropvolgende kracht ervoor dat de overgebleven ballen heen en weer zwaaien.
Een strategie die de speler kan gebruiken is om samenvoegingen te voltooien door de timing van de druppels af te stemmen op de opwaartse beweging. Ze kunnen ook droppings uitvoeren waarbij deeltjes om andere deeltjes heen worden gerold naar samenvoegposities.
Als de speler niet oppast, klonteren alle deeltjes uiteindelijk samen in het onderste gedeelte van het atoom. Als deze opeenhoping voorbij de rode ring komt, verliest de speler het spel.
Atomic Merge 2048 biedt twee boosters. Als de speler een reclamevideo bekijkt, kan hij TNT in het atoom laten vallen en de meeste deeltjesballen wegblazen. Ze kunnen ook een schudknop in de rechterbenedenhoek tot 10 keer gebruiken om de atoomkern te laten schudden. Deze actie creëert een kracht die er soms voor zorgt dat de deeltjes naar nieuwe posities rollen.