Są to między innymi obłoki gazu i pyłu, w których rodzą się nowe gwiazdy, oraz odległe galaktyki na granicy obserwowalnego Wszechświata. Kosmos w tych długościach fal nie był do tej pory dokładnie zbadany, ponieważ do wykonania wartościowych obserwacji potrzeba obserwatorium w miejscu, które nie tylko gwarantuje dobre warunki pogodowe dla obserwacji, ale również bardzo niską wilgotność powietrza.
Budowa mały|lewo|Pierwsze dwie anteny tworzące radiointerferometr, listopad 2009 r. mały|Widok obserwatorium w roku 2012 W latach 80. XX wieku w Europie, USA i Japonii powstały trzy osobne projekty budowy dużego radiointerferometru. W latach 90. połączono je w jeden wspólny projekt.
Budowę obserwatorium ALMA rozpoczęto w 2003 roku. Pierwszy radioteleskop na teren obserwatorium dostarczono w 2007 r. Teleskopy zbudowane zostały przez partnerów projektu z Europy, Ameryki Północnej i Azji Wschodniej. W Europie i Ameryce powstało w sumie pięćdziesiąt anten o średnicy 12 m, które tworzą podstawową część sieci. W Azji Wschodniej zbudowano szesnaście anten (cztery o średnicy 12 m i dwanaście o średnicy 7 m), które tworzą tzw. Atacama Compact Array (ACA), uzupełniającą podstawową sieć.