系統組成
彈道導彈防禦系統主要由攔截器、傳感器和戰鬥管理系統組成，以美國陸基攔截導彈（GBI）為例。
攔截器
美國陸基攔截導彈是一種發射井制多級火箭，并且是在彈道中段（即導彈仍然在大氣層外并處于最高速軌迹時)）可以跟蹤和摧毀高速彈道導彈。
傳感器
包括為導彈防禦系統提供目标參數的各類導彈預警衛星，陸基、海基預警雷達等。
戰鬥管理系統
戰鬥管理系統負責攔截導彈的發射，連通所有的硬件、軟件設備和傳輸系統，并保障他們的有效運作。
作戰應用
彈道導彈防禦系統按照攔截時機不同可分為三大類。
一是助推段防禦系統，它是指在助推階段對來襲導彈進行攔截，一般是導彈發射後、尚未投放彈頭的數分鐘内進行攔截。
二是末段防禦系統，它是指在彈道飛行最後階段，即在來襲導彈在進入大氣層并即将擊中目标時，對來襲導彈進行攔截。
三是中段防禦系統，攔截範圍是以上兩者之間的廣大區域，旨在對脫離導彈彈體後尚未再入大氣層、處于太空真空飛行狀态的來襲彈頭進行攔截。
作戰過程
每一枚陸基攔截導彈由兩部分部件組成：一個三級助推火箭和外大氣層殺傷攔截器。一旦部署完畢，陸基攔截導彈攔截器将放置在地下發射井中，并且與衛星與雷達網絡進行連接，持續不斷地掃描來自全球範圍内的危脅。如果探測到敵方的導彈來襲，陸基攔截導彈指揮中心将會下達發射命令，指定的陸基攔截導彈自發射井中發射，朝目标預定位置飛去。
導彈在飛行過程中可以接受衛星與雷達的信息，随時更新跟蹤路線。大約在撞擊前的100秒内，外大氣層殺傷攔截器的紅外探測器打開，開始跟蹤來襲的彈道導彈。為了完全化解導彈威脅，攔截器将會在彈頭的"最佳有效點"位置進行撞擊。"最佳有效點"就在彈頭有效載荷幾厘米寬的區域範圍内。精确的撞擊會将彈頭撞成粉末，可以摧毀導彈所攜帶的任何核劑、化學制劑或生物制劑。
中國力量
中國西北某基地研究員、導彈試驗專家陳德明，瞄準強軍目标，鑄造國之重器，26年來潛心從事導彈武器試驗研究，把中國反導試驗技術推向新高度。
2016年7月中國中段反導攔截試驗現場畫面公布 ，這是中國首次中段反導攔截試驗的現場畫面，當導彈攔截發出的火光照亮西北夜空時，中國武器裝備發展邁出了曆史性的一步。
相關研究
對殺傷區進行定性分析和定量計算是研究中段反導作戰部署的前提。通過選取某一類型的中段反導武器，仿真出其殺傷區範圍。建立了不同航路捷徑下的火力單元的垂直殺傷區。然後依據來襲彈頭落點，以及在殺傷區内的平均速度，建立了穿越垂直殺傷區的攔截縱深模型，并以攔截縱深為指标，對攔截在不同落點的來襲彈頭的攔截縱深進行仿真求解，并選出使得攔截縱深最大的部署位置。該研究成果對中段反導兵力需求的分析，以及多層防禦研究具有參考意義。
