ALD zwyczajowo stosowane jest do pokrywania cienką warstwą substratów stałych, natomiast po niewielkich modyfikacjach procesowych może zostać z powodzeniem zaadaptowane do infiltracji objętościowej materii miękkiej.
Początki historyczne Pojęcie epitaksji warstwy atomowej (ang. Atomic Layer Epitaxy) zostało po raz pierwszy użyte w 1974 roku przez Tuomo Suntolę. Opracował on protokół syntezy siarczku cynku z domieszką manganu, która jest pierwszym komercyjnie udokumentowanym wykorzystaniem techniki ALD do produkcji diody elektroluminescencyjnej. Historycznie wcześniej, bo w latach 60. XX wieku radzieccy uczeni Stanisław Kołcow i Walentyn Aleskowski zaproponowali teoretyczne podstawy "warstwowania molekularnego" (ang. Molecular Layering), które są tożsame z tymi stosowanymi dla ALD.
Najważniejsze cechy metody Zalety samoograniczająca doskonale pokrywa warstwą o równej grubości chropowate substraty uzyskiwana warstwa o wysokiej czystości chemicznej doskonała kontrola grubości warstwy dobra odtwarzalność procesu