NMD，即国家导弹防御计划，则沿袭了历届美国政府追求的目标——保护美国本土免遭敌方远程弹道导弹的攻击，主要防御目标为陆基和海基的洲际弹道导弹。克林顿政府与目前布什政府的NMD计划中，都以发展地基拦截弹系统为重点，同时进行天基、空基激光拦截系统的预研。冷战结束后，美国本土遭受大规模弹道导弹攻击的威胁大大降低，与TMD相比，NMD的紧迫性相对较低。因此，在克林顿执政期间，NMD的发展次序也排在了TMD之后。
到克林顿执政后期，美国一方面重点发展TMD系统，同时也开始积极发展NMD系统。1995年，控制美国国会的共和党通过议案，要求在2003年部署国家导弹防御系统。克林顿政府虽然否决了这项议案，但在1996年初，把发展NMD系统的计划由“技术准备计划”改为“部署准备计划”，并为此制定了一个“3+3”的发展计划，即先用3年的时间发展国家导弹防御系统必需的各种部件技术，并在1999年进行系统综合试验；如果届时决定部署，在随后的3年时间内，美国即可部署初级的国家导弹防御系统。
1999年5月20日，美国众议院继参议院之后，以345票对77票的绝对多数通过了由国防部长科恩提出的NMD和TMD计划，并要求总统签署之后将上述计划作为美国国策予以实施。2000年9月，鉴于NMD试验接连遭到失败，克林顿总统宣布暂不作出部署NMD系统的决定，而留交下一任美国总统决定。
从冷战期间开始起步的弹道导弹防御技术研制到克林顿政府的弹道导弹防御计划，经过数十年的技术积累，美国在弹道导弹防御开发研制方面取得了一定进展。2001年初，新任美国总统乔治·布什上台后立即宣布，美国政府将不遗余力的继续推进美国弹道导弹防御计划的开发和部署。目前，布什政府所推行的弹道导弹防御计划仍主要由TMD和NMD组成，尽管为争取其盟国的支持，布什将NMD（国家导弹防御计划）改名为MD（导弹防御计划），但内容实质并未改变。目前，美国政府正展开了一系列的游说和准备工作，从而揭开了美国弹道导弹防御发展的新阶段。
战略弹道防御系统
主要构成
战略导弹是用于打击战略目标的导弹，通常携带核弹头。按发射点与目标位置分为地地战略导弹、潜（舰）地战略导弹、空地战略导弹等；按作战使用分为进攻性战略导弹、防御性战略导弹（反弹道导弹）；按飞行弹道分为战略弹道导弹和战略巡航导弹；按射程分为中程、远程和洲际导弹。
一、预警系统
预警系统是整个NMD系统的“耳目”，能否有效地实施拦截，首先取决于是否能对敌方洲际弹道导弹的发射提供有效地预警。目前美军地基拦截弹系统的预警系统既采纳了现有的国防支援卫星系统，又积极发展更为先进的天基红外系统，同时改进原有的地基预警雷达，以共同组成天基近地轨道、同步轨道和地基预警系统。
早期预警卫星系统
美国的“国防支援计划”卫星主要用于探测处于加速段飞行的导弹和火箭，兼顾核爆炸探测任务。目前，美“国防支援计划”卫星已经发展到第三代，主要有国防气象卫星、国防通信卫星、国防支援卫星、全球定位卫星、中继通信卫星等。其中国防支援卫星可为NMD提供弹道导弹的早期预警，同时其它卫星系统也可为NMD系统提供相应的技术保障。目前，美正在研制更为先进的“天基红外预警系统”以替换现有的“国防支援计划”卫星。
天基红外系统
天基红外系统是地基拦截弹系统中的关键一环，是地基拦截弹系统的“眼睛”。它是由2颗大椭圆轨道卫星、4颗地球同步轨道卫星和24颗低地球轨道卫星组成的综合卫星系统，主要用于满足2l世纪对战略与战术导弹预警的需要，也是整个NMD计划中的关键性系统之一。
与现有正在使用的同步轨道运行、只能探测助推段飞行、弹头与弹体尚未分离的导弹预警卫星不同，天基红外系统在地球低轨道上部署24颗卫星，能在来袭导弹助推段推进剂完全燃尽、火焰消失、弹头与弹体分离后仍能继续跟踪弹头。天基红外预警系统能使反导系统更早地做出来袭导弹的弹道估算，与现有的预警系统由地基雷达预警系统完成弹道估算相比，这无疑是一大突破。每颗低轨道卫星上将安装利用散射的太阳光探测目标的可见光探测器和包括短波、中波、长波、红外探测的被动探测器，以监视、跟踪和识别目标数据。24颗低轨道卫星能探测全球任一在助推段、末助推段，特别是中段飞行的弹道导弹。由于它能提供地平线上空精确的跟踪数据，因而能使拦截弹在导弹进入地基雷达的探测范围之前就发射出去。据报道，这套低轨道运行的天基红外系统将对亚太地区的导弹发射特别“关照”。
地基预警雷达
地基预警雷达主要作为天基红外预警系统的补充，主要用于确定来袭导弹的威胁以及为拦截弹提供相应的飞行弹道数据。在以往的地基反导系统中，地基预警雷达是进行弹道导弹袭击的主要预警手段，随着天基红外预警系统的出现，地基预警雷达的作用相对降低，但作为一种基本的预警手段，地基预警雷达仍然不可缺少。
目前，雷锡恩公司正在对两部地基预警雷达进行技术升级，主要是提高其探测距离和精度。
二、跟踪制导系统
现行的NMD地基拦截弹系统的作战模式类似于大气层内区域防空导弹。预警系统提供来袭导弹的数据参数，跟踪制导系统则负责引导拦截弹。离开了跟踪制导系统这个“指路明灯”，拦截弹便无法准确地飞行到指定目标。
地基X波段雷达
地基X波段雷达是地基拦截弹系统的主要跟踪制导系统，将执行监视、捕获、跟踪、识别、拦截支援和杀伤评估。此外，它还是天基红外系统的补充和完善，共同组成NMD的“眼睛”。X波段雷达可以独立、也可以由天基红外系统提供的信号，搜索、捕获、跟踪1个或多个目标，并根据目标特征信号鉴别弹头或诱饵。当鉴别出真弹头后，发出指令，发射拦截弹。在拦截弹飞行期间，该雷达能继续跟踪目标并提供数据使拦截弹始终对准目标，拦截目标后该雷达提供拦截效果评估数据。175
地基X波雷达的主承包商为美国雷锡恩公司，目前雷锡恩公司已经在南太平洋夸贾林环礁上建立了一个试验型的X波段雷达站，主要用于NMD试验。按照地基拦截弹的部署计划，美军将在阿拉斯加的谢米亚岛上设市X波段雷达站。
地基导弹跟踪系统
在NMD地基雷达站试验期间，美军在夸贾林环礁上拦截弹发射区外设立了一个地基雷达跟踪系统，主要用于拦截弹飞行过程中的数据采集。此外，还在罗伊-那莫尔岛上设置了一个高级光学跟踪器，用于导弹跟踪、监测。
三、地基拦截弹系统
在NMD地基拦截弹系统中，最为关键的子系统便是地基拦截弹，它是NMD实施中段拦截的“杀手”，其技术研制工作直接影响到整个NMD系统的开发进展。
陆基拦截弹是一种轻型的、非核装药的导弹，采用“动能撞击杀伤”的方式拦截再入段的洲际弹道导弹的弹头。该弹由杀伤飞行器（KV）系统、助推器和相应的地面指挥设备组成。其中，杀伤飞行器作为地基拦截弹的战斗部，是实现拦截的关键部件。
杀伤飞行器系统全称为“外大气层杀伤飞行器”（英文简称EKV），全长只有140厘米，重54千克，由“雷锡恩”公司制造。它自身带有多波段红外导引头，可捕获、跟踪、识别目标，以及相应的通信系统、制导装置、推进没备以及计算机；其计算机可分析感测器读数，可在飞行过程中作出拦截决策以及机动动作，可以有效地跟踪、截获来袭的弹道导弹；四个小型推进器可使弹体以每秒约两英里的速度飞行前进，并在来袭弹道导弹尚处于大气层外的弹道中段时对其予以摧毁。
地基拦截弹的拦截作战过程如下：地基X波段雷达发现、跟踪、识别并确定来袭洲际导弹是要攻击美国本上后，指挥控制中心发出指令发射地基拦截弹；地基拦截弹发射射升空，存飞向目标过程中，不断向地面指挥控制中心同步提供高质量的轨迹和鉴别信息，指挥控制中心据此修正来袭目标的数据信息并将信息传输给飞行中的拦截弹；拦截弹飞行到一定高度后，助推火箭熄火并释放出杀伤飞行器；杀伤飞行器启动自身的红外导引头，捕获目标后，根据目标飞行情况，推进系统改变其飞行方向使之处于来袭弹头的位置，进行最后精确机动飞行直到与米袭导弹相撞“同归于尽”；此时，地基X波面雷达判断杀伤飞行器的杀伤效果并将有关数据传输给指挥控制中心，由后者决定是否进行第二次拦截。177
目前，研制杀伤飞行器面临的最大技术问题是它能否分辨伴随来袭核弹头的诱饵信号，这要求杀伤飞行器所携带的红外线感测器不仅要追踪来袭弹头的热光，而且需在如星星般闪烁的光点中分辨出哪个才是来袭导弹。目前，杀伤飞行器还无法做到这一点。承包商雷锡恩公司承认，杀伤飞行器只能在撞击来袭弹头之前的一百秒左右才能追踪到目标所散发的热气，而这点时间实在太短了。事实上，杀伤飞行器在大部分飞行时间将“看不见”敌力导弹。因此，杀伤飞行器仍需要依靠地基雷达和人造卫星来确定截击目标。