コンビニエンスストア内のATMは、1998年11月に旧・三和銀行（現・三菱東京UFJ銀行）がローソン内に設置されていたダイエーOMCが運営するクレジットカードのキャッシュディスペンサー (CD) において、三和銀行のキャッシュカードで残高照会や現金引出しが可能なサービスを開始したことから始まる。翌1999年3月には旧・さくら銀行（現・三井住友銀行）が単独でam/pmに初めてATMを設置し、同年10月には複数の金融機関が提携して全国初の共同のコンビニATMイーネットを東京・神奈川・静岡の各都県に設置した<ref>2006年より、毎年10月8日が「コンビニATMの日」に制定され、日本記念日協会の認定を受けた。この日はイーネットが1999年、全国初の共同コンビニATMを設置した日であり、同社がコンビニATMのさらなる発展を目指して提唱した。</ref>。

一般に、金融機関の店舗にあるATMの営業時間と比べて、コンビニATMは24時間稼働など大幅に営業時間が長く、取引金融機関の定める時間帯で利用することができる。時間外や提携金融機関の取引においては有料（105～210円）となる場合があるが、金融機関によっては無料で利用できる設定をしているほか、手数料無料の特典がついた普通預金も発売されている（「みずほマイレージクラブ」など）。

コンビニATMの個々のATMの管理は、コンビニATM運営会社と提携する都市銀行や地方銀行が地域ごとに行っている。これを幹事銀行、管理銀行などと呼び、それぞれ管理支店が設定されている。通常の本支店が管理支店となっている場合と、専用の支店を用意している銀行がある。セブン銀行の提携銀行の場合は、セブン銀行本店を幹事行として、提携銀行の管理支店との共同設置という形を取っている。銀行法の定めにより、コンビニエンスストアの従業員はコンビニATMに関する質問に一切答えることができないので、ATMに付設している連絡用電話で問い合わせることとなる。

時間の利便性（24時間稼働）と場所の利便性（コンビニエンスストア併設）に、銀行店舗の統廃合が進んだ影響に加えて無料入出金提携先が増加したことで、金融機関の新しい拠点として利用は増加しており、2006年6月時点で2万4千ヶ所を超える店舗に設置されている（2006年6月現在のコンビニエンスストア店舗数は、40,258店舗（社団法人日本フランチャイズチェーン協会調べ））。利用者の傾向としては、日本郵政公社（当時）の「暮らしと金融機関利用に関する調査」によれば若い世代、単身者世帯の利用率が高い。

当初コンビニ向けATM機種は、銀行店舗におけるATM取引を補完する存在として、売り場に併設しやすいように、小型化して金庫を縮小、保守の省力化等、銀行店舗向けATMの性能を大幅に簡略化して開発された。一部には支払準備金容量の確保を図るため、二千円札の出金を設定し、銀行店舗向けATMと同等の準備金額を実現した事業者（ローソンATM等）もある。利用者の増加を受け、小型の寸法はそのままに、紙幣計数速度の高速化や生体認証対応など、一般のATM並に向上させた機種が開発され、セブン銀行、アットバンクなどにおいて積極的に更新が図られている。