Els estats fundadors foren França, la República Federal Alemanya, la Gran Bretanya, Itàlia, Suïssa, Dinamarca, Bèlgica, els Països Baixos, Suècia, Noruega, Grècia i l’antiga Iugoslàvia. Posteriorment, s’hi afegiren Àustria (1959), Espanya (1983), Portugal (1986), Polònia i Finlàndia (1991), la República Txeca i Eslovàquia (1993) i Bulgària (1999). També n’és membre la Unió Europea des del 1985.
La seu i les instal·lacions són prop de Ginebra, a la frontera francosuïssa, i consta dels emplaçaments de Meyrin i Prévessin, separats per pocs quilòmetres.
Els camps de recerca del CERN consten bàsicament de la matèria fosca, l’origen i les primeres fases de l’univers, l’antimatèria i les seves propietats, el bosó de Higgs i la comprovació experimental del model.
Els principals instruments de recerca són els acceleradors de partícules, els detectors i els anells de col·lisió, entre els quals cal esmentar el SC(sincrociclotró, de 600 MeV), operatiu des del 1957 fins al 1990; el SPS (supersincrotró de protons, de 450 GeV), que en els seus inicis (1959) fou el primer accelerador de partícules, i a partir dels anys setanta ha estat sotmès a successives modificacions que n’han ampliat la potència; el PS (sincrotró de protons, de 28 GeV), en funcionament des del 1976; el Low Energy Antiproton Ring (LEAR, anell d’antiprotons de baixa energia), que funcionà entre el 1982 i el 1996; l'AA (acumulador d’antiprotons), operatiu entre el 1981 i el 1997; el Large Electron-Positron Storage Ring (anell de col·lisió electró-positró gegant, de 27 km de diàmetre), que funcionà del 1989 al novembre del 2000; el projecte CNGS (CERN Neutrinos to Gran Sasso), que envia feixos de partícules des de les instal·lacions del CERN a Suïssa fins a un laboratori al Gran Sasso, a més de 750 km, amb l’objectiu de comprovar la possible conversió d’un tipus de neutrí en un altre tipus; l’imant superconductor ATLAS (2006), detector de partícules a partir de les dades proporcionades per altres dispositius del CERN, especialment de l’LHC; i el Gran Col·lisionador d’Hadrons (Large Hadron Collider, LHC), que en servei des del 2008, ha incrementat en una gran mesura la capacitat d’estudi de l’antimatèria a partir de la generació d’una vasta quantitat de dades.
Entre les aportacions més rellevants assolides pels equips científics del CERN, destaquen les primeres observacions d’antiàtoms (1965) a partir de l’observació de l’antideuteró; el desenvolupament de la cambra proporcional multifils (1968) de Georges Charpak, que augmentava substancialment la capacitat de detecció de les partícules subatòmiques; el descobriment dels corrents neutres (1973); les primeres col·lisions protó-antiprotó (1981), determinants per a la descoberta dels quarks i els gluons; la detecció dels bosons intermediaris (1983); la generació d’antihidrogen, assolida el 1995 mitjançant el LEAR, que significà la producció per primer cop d’àtoms d’antimatèria; l’experiment ALPHA (2000), pel qual foren captats àtoms d’antimatèria durant més de 15 minuts; i la confirmació experimental (2012) de l’existència del bosó de Higgs, pel qual el CERN rebé el premi Príncipe de Asturias de les ciències, compartit amb els seus proponents, Peter Higgs i François Englert (2013).