《原子空间》是倪匡笔下科幻小说卫斯理系列之一，，编号31，连载于1966年3月23日至7月11日的《明报》 。故事的背景，是白素从加尔各答完成任务回港。白素的一切经历记录在《天外金球》。《原子空间》故事主要讲述时空转移，属典型的科幻小说题材。
卫斯理在机场等待白素回来，但被告知白素所乘的客机坠毁在一个岛上。卫斯理和警官一起参与调查，发现飞机失事的方法很奇怪，也发现一块很重但很小的金属块。
卫斯理一人留在岛上调查时，两个人从天而降，说出一些让卫斯理摸不着头脑的东西。
二人表示来自2064年，但不知什么原因来到1964年。二人突然透过通讯仪收到领航员的讯息，高速飞天离去后，领航员革大鹏却突然出现在卫斯理面前。
革大鹏身上的装备使卫斯理的袭击徒劳无功。革大鹏想藉俘虏机上人员开展征服地球的行动，但白素不屈服。革大鹏带卫斯理上飞船，要求他说服白素。
卫斯理和白素久别重逢，一起决定不效忠革大鹏。革大鹏用先进的仪器威胁二人，但二人反说服革大鹏放弃主宰世界的梦。飞船突然遇上宇宙神秘震荡，并失去控制。
飞船在外太空飞行，在数日后撞在一个发光的星体。革大鹏推测由于撞击力太大，飞船陷进了固体因而倾侧。
众人带备适当装备在星体探索，革大鹏指星体充满对生物有害的辐射线。众人在“冰层”下发现“电视机”和其特制的天线。
众人在“冰层”深坑中发现一个死了地球人。众人又在一个隆起物发现中国式的坟墓，而坟墓早在大清光绪二十四年筑成。革大鹏推测众人来到未来的地球。
众人发现死去的地球人“活过来”。众人与那人交谈不果，白素更被那人带走。众人追赶，发现一个巨大，圆形的穹顶正下沉在冰层里。冰层被飞艇发射的高频率音波驱散，露出地下建筑物。
那人透过传译机以英文与众人沟通，并自称是第七号天际轨道的探测站负责人，迪安。迪安告诉众人2464年时，地球和太阳所发生的变异。
迪安给予众人动力系统，并移装到飞船。卫斯理和白素在工程期间，驾驶飞艇时发现一个地下室，地下室一位人员生前记录了太阳毁灭的一刻。数天后，众人乘坐飞船到太空等待震荡。
众人在宇宙看到了另一个星体。众人刚降落时便“感到”有人向他们分别说话。原来永恒星人的身体经过多年进化，退化到只有脑电波。永恒星人也表示不知宇宙震荡的原因。
众人回到飞船，等待宇宙震荡时，卫斯理反复推敲白素在故事《天外金球》的经历。飞船先后遇上光带和宇宙震荡，来到1964年的地球。卫斯理和白素回到地球时发现地球上的时间只过了四天。而其他人继续太空流浪，寻找他们的时代，但卫斯理对他们的成果并不乐观。
