Actualmente, la OTAN cuenta con 32 Estados miembros (Albania, Alemania, Bélgica, Bulgaria, Canadá, República Checa, Croacia, Dinamarca, Estados Unidos, Eslovaquia, España, Estonia Eslovenia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Islandia, Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Macedonia del Norte, Montenegro, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, Rumanía, Suecia, y Turquía).
La adhesión de nuevos miembros se ha ido realizando sobre la base del artículo 10 del Tratado de Washington, que establece que la membresía está abierta a cualquier "Estado europeo en condiciones de promover los principios del presente Tratado y de contribuir a la seguridad de la zona del Atlántico Norte”. Este procedimiento ya enmarcó la adhesión de Grecia y Turquía (1952), Alemania (1955), y España (1982).
La primera oleada, endosada en la Cumbre de Madrid de 1997, se inició en 1999 con la adhesión de Hungría, Polonia, y República checa. En 2004 se produjo la adhesión de Bulgaria, Eslovaquia, Eslovenia, Estonia, Letonia, Lituania y Rumanía. En 2009 se adhirieron Albania y Croacia. En los años posteriores se han adherido Montenegro (2017), Macedonia del norte (2020), Finlandia (2023) y Suecia (2024).