Detektor ATLAS byl navr žen primarně pro studium proton-protonových srážek ale bude se podílet i na těžko-iontovém programu urychlovače LHC. LHC bude srážet olověné ionty s těžišťovou energií sNN = 5.5 TeV (s předpokládanou energií sNN = 2.75 TeV v roce 2010) a poskytne tak fundamentální informace o horké a husté hmotě vytvořené při těchto srážkách.
Detektor ATLAS se bude podílet na měření globálních vlastností srážek jako jsou multiplicity částic a eliptický tok tak na studiu tvrdých procesů jako jsou jety.