Le réseau Cosmos est composé de nombreuses blockchains indépendantes et parallèles, appelées zones, chacune fonctionnant grâce à des protocoles classiques de consensus tolérants aux fautes byzantines (BFT) comme Tendermint (déjà utilisé par des plateformes telles qu'ErisDB). Certaines zones agissent comme des hubs par rapport aux autres zones, permettant à de nombreuses zones d'interagir via un hub partagé. Cette architecture constitue une application plus générale du concept des sidechains de Bitcoin, en utilisant des algorithmes classiques de type BFT et de preuve d'enjeu (Proof-of-Stake), au lieu de la preuve de travail (Proof-of-Work). Cosmos peut interagir avec de nombreuses autres applications et cryptomonnaies, ce que d'autres blockchains ne font pas efficacement. En créant une nouvelle zone, vous pouvez connecter n'importe quel système blockchain au hub Cosmos et transférer des jetons entre ces zones, sans avoir besoin d'un intermédiaire.
Bien que le hub Cosmos soit un registre distribué multi-actifs, il existe un jeton natif particulier appelé l'atome. Les atomes ont trois cas d'utilisation : mécanisme de prévention du spam, jetons de mise en jeu (staking) et mécanisme de vote dans la gouvernance.
En tant que mécanisme de prévention du spam, les atomes sont utilisés pour payer les frais. Ces frais peuvent être proportionnels à la quantité de calcul requise par la transaction, de manière similaire au concept de « gaz » d'Ethereum. La distribution des frais est effectuée directement dans le protocole, dont une spécification est décrite ici.
En tant que jetons de mise en jeu, les atomes peuvent être « mis en gage » (bonded) afin de recevoir des récompenses de bloc. La sécurité économique du hub Cosmos dépend de la quantité d'atomes mis en jeu. Plus il y a d'atomes mis en garantie, plus il y a d'intérêt personnel en jeu, et donc plus le coût d'une attaque contre le réseau est élevé. Ainsi, plus il y a d'atomes liés, plus la sécurité économique du réseau est grande.
Les détenteurs d'atomes peuvent participer à la gouvernance du hub Cosmos en votant sur des propositions à l'aide de leurs atomes mis en jeu.