成員國總數：180個（截至2024年11月15日）
需要有18份批準書才能將原子能機構《規約》于1957年7月29日付諸生效。
在下面列表中，年份表示加入原子能機構的時間。國家名稱不一定是其歷史稱謂。
- 1957年：阿富汗、阿爾巴尼亞、阿根廷、澳大利亞、奧地利、白俄羅斯、巴西、保加利亞、加拿大、古巴、丹麥、多米尼加共和國、埃及、薩爾瓦多、埃塞俄比亞、法國、德國、希臘、危地馬拉、海地、教廷、匈牙利、冰島、印度、印度尼西亞、以色列、意大利、日本、大韓民國、摩納哥、摩洛哥、緬甸、荷蘭王國、新西蘭、挪威、巴基斯坦、巴拉圭、秘魯、波蘭、葡萄牙、羅馬尼亞、俄羅斯聯邦、南非、西班牙、斯里蘭卡、瑞典、瑞士、泰國、突尼斯、土耳其、烏克蘭、大不列顛及北愛爾蘭聯合王國、美利堅合眾國、委內瑞拉玻利瓦爾共和國、越南
- 1958年：比利時、厄瓜多爾、芬蘭、伊朗伊斯蘭共和國、盧森堡、墨西哥、菲律賓、蘇丹
- 1959年：伊拉克
- 1960年：智利、哥倫比亞、加納、塞內加爾
- 1961年：剛果民主共和國、黎巴嫩、馬里
- 1962年：利比里亞、沙特阿拉伯
- 1963年：阿爾及利亞、多民族玻利維亞國、科特迪瓦、利比亞、阿拉伯敘利亞共和國、烏拉圭
- 1964年：喀麥隆、加蓬、科威特、尼日利亞
- 1965年：哥斯達黎加、塞浦路斯、牙買加、肯尼亞、馬達加斯加
- 1966年：約旦、巴拿馬
- 1967年：塞拉利昂、新加坡、烏干達
- 1968年：列支敦士登
- 1969年：馬來西亞、尼日爾、贊比亞
- 1970年：愛爾蘭
- 1972年：孟加拉國
- 1973年：蒙古
- 1974年：毛里求斯
- 1976年：卡塔爾、阿拉伯聯合酋長國、坦桑尼亞聯合共和國
- 1977年：尼加拉瓜
- 1983年：納米比亞
- 1984年：中國
- 1986年：津巴布韋
- 1992年：愛沙尼亞、斯洛文尼亞
- 1993年：亞美尼亞、克羅地亞、捷克共和國、立陶宛、斯洛伐克
- 1994年：哈薩克斯坦、馬紹爾群島、北馬其頓、烏茲別克斯坦、也門
- 1995年：波斯尼亞和黑塞哥維那
- 1996年：格魯吉亞
- 1997年：拉脫維亞、馬耳他、摩爾多瓦共和國
- 1998年：布基納法索
- 1999年：安哥拉、貝寧
- 2001年：阿塞拜疆、中非共和國、塞爾維亞、塔吉克斯坦
- 2002年：博茨瓦納、厄立特里亞
- 2003年：洪都拉斯、吉爾吉斯斯坦、塞舌爾
- 2004年：毛里塔尼亞
- 2005年：乍得
- 2006年：伯利茲、馬拉維、黑山、莫桑比克
- 2007年：帕勞
- 2008年：尼泊爾
- 2009年：巴林、布隆迪、柬埔寨、剛果、萊索托、阿曼
- 2011年：老撾人民民主共和國
- 2012年：多米尼克、斐濟、巴布亞新幾內亞、盧旺達、多哥、特立尼達和多巴哥
- 2013年：斯威士蘭、圣馬力諾
- 2014年：巴哈馬、文萊達魯薩蘭國
- 2015年：安提瓜和巴布達、巴巴多斯、吉布提、圭亞那、瓦努阿圖
- 2016年：土庫曼斯坦
- 2017年：圣文森特和格林納丁斯
- 2018年：格林納達
- 2019年：圣盧西亞
- 2020年：科摩羅
- 2021年：薩摩亞
- 2022年：圣基茨和尼維斯、湯加
- 2023年：佛得角、幾內亞、岡比亞
- 2024年：庫克群島、索馬里
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成員國總數180個（截至2024年11月15日）
朝鮮民主主義人民共和國（朝鮮）于1974年加入國際原子能機構，后于1994年退出。
以下國家已由國際原子能機構大會核準其成員資格，一旦向保存國政府交存必要法律文書，成員資格即刻生效。
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