Gli ingredienti trovati in una palla di fuoco atomica sono saccarosio, amido alimentare, gomma d'acacia, aroma artificiale, cera carnauba e colorante alimentare. I sapori artificiali usati nelle palle di fuoco atomico sono cannella e peperone; la cannella artificiale fornisce il sapore principale delle caramelle, mentre il peperoncino produce una sensazione di bruciore in bocca.
Le palle di fuoco atomiche sono prodotte usando una tecnica chiamata panning dello zucchero. In questo processo, un granello di zucchero viene agitato in una bacinella riscaldata di sciroppo di zucchero e aromi. Lo sciroppo forma strati attorno al chicco di zucchero, che alla fine diventa un guscio di caramelle. Ci vogliono due settimane e più di 100 strati di caramelle per questo processo per creare una palla di fuoco atomica.
Le palle di fuoco atomiche sono disponibili in due diverse dimensioni. La più piccola delle due è una caramella di dimensioni di un pisello, mentre la più grande ha un diametro di 2,3 centimetri. La versione più grande è disponibile confezionata singolarmente ed è la dimensione più popolare.
La caramella è prodotta dalla Ferrara Pan Company di Chicago e risale al 1954. Il nome Atomic Fireball attinge dalla popolarità dell'energia atomica al momento della sua introduzione. Il suo inventore, Nello Ferrara, attribuisce il suo servizio militare in Giappone dopo la seconda guerra mondiale come ispirazione per la creazione delle caramelle.