地基預警雷達
地基預警雷達主要作為天基紅外預警係統的補充，主要用於確定來襲導彈的威脅以及為攔截彈提供相應的飛行彈道數據。在以往的地基反導係統中，地基預警雷達是進行彈道導彈襲擊的主要預警手段，隨著天基紅外預警係統的出現，地基預警雷達的作用相對降低，但作為一種基本的預警手段，地基預警雷達仍然不可缺少。
目前，雷錫恩公司正在對兩部地基預警雷達進行技術升級，主要是提高其探測距離和精度。
二、跟蹤製導係統
現行的NMD地基攔截彈係統的作戰模式類似於大氣層內區域防空導彈。預警係統提供來襲導彈的數據參數，跟蹤製導係統則負責引導攔截彈。離開了跟蹤製導係統這個“指路明燈”，攔截彈便無法準確地飛行到指定目標。
地基X波段雷達
地基X波段雷達是地基攔截彈係統的主要跟蹤製導係統，將執行監視、捕獲、跟蹤、識別、攔截支援和殺傷評估。此外，它還是天基紅外係統的補充和完善，共同組成NMD的“眼睛”。X波段雷達可以獨立、也可以由天基紅外係統提供的信號，搜索、捕獲、跟蹤1個或多個目標，並根據目標特征信號鑒別彈頭或誘餌。當鑒別出真彈頭後，發出指令，發射攔截彈。在攔截彈飛行期間，該雷達能繼續跟蹤目標並提供數據使攔截彈始終對準目標，攔截目標後該雷達提供攔截效果評估數據。175
地基X波雷達的主承包商為美國雷錫恩公司，目前雷錫恩公司已經在南太平洋誇賈林環礁上建立了一個試驗型的X波段雷達站，主要用於NMD試驗。按照地基攔截彈的部署計劃，美軍將在阿拉斯加的謝米亞島上設市X波段雷達站。
地基導彈跟蹤係統
在NMD地基雷達站試驗期間，美軍在誇賈林環礁上攔截彈發射區外設立了一個地基雷達跟蹤係統，主要用於攔截彈飛行過程中的數據采集。此外，還在羅伊-那莫爾島上設置了一個高級光學跟蹤器，用於導彈跟蹤、監測。
三、地基攔截彈係統
在NMD地基攔截彈係統中，最為關鍵的子係統便是地基攔截彈，它是NMD實施中段攔截的“殺手”，其技術研製工作直接影響到整個NMD係統的開發進展。
陸基攔截彈是一種輕型的、非核裝藥的導彈，采用“動能撞擊殺傷”的方式攔截再入段的洲際彈道導彈的彈頭。該彈由殺傷飛行器（KV）係統、助推器和相應的地麵指揮設備組成。其中，殺傷飛行器作為地基攔截彈的戰鬥部，是實現攔截的關鍵部件。
殺傷飛行器係統全稱為“外大氣層殺傷飛行器”（英文簡稱EKV），全長隻有140厘米，重54千克，由“雷錫恩”公司製造。它自身帶有多波段紅外導引頭，可捕獲、跟蹤、識別目標，以及相應的通信係統、製導裝置、推進沒備以及計算機；其計算機可分析感測器讀數，可在飛行過程中作出攔截決策以及機動動作，可以有效地跟蹤、截獲來襲的彈道導彈；四個小型推進器可使彈體以每秒約兩英裏的速度飛行前進，並在來襲彈道導彈尚處於大氣層外的彈道中段時對其予以摧毀。
地基攔截彈的攔截作戰過程如下：地基X波段雷達發現、跟蹤、識別並確定來襲洲際導彈是要攻擊美國本上後，指揮控製中心發出指令發射地基攔截彈；地基攔截彈發射射升空，存飛向目標過程中，不斷向地麵指揮控製中心同步提供高質量的軌跡和鑒別信息，指揮控製中心據此修正來襲目標的數據信息並將信息傳輸給飛行中的攔截彈；攔截彈飛行到一定高度後，助推火箭熄火並釋放出殺傷飛行器；殺傷飛行器啟動自身的紅外導引頭，捕獲目標後，根據目標飛行情況，推進係統改變其飛行方向使之處於來襲彈頭的位置，進行最後精確機動飛行直到與米襲導彈相撞“同歸於盡”；此時，地基X波麵雷達判斷殺傷飛行器的殺傷效果並將有關數據傳輸給指揮控製中心，由後者決定是否進行第二次攔截。177
目前，研製殺傷飛行器麵臨的最大技術問題是它能否分辨伴隨來襲核彈頭的誘餌信號，這要求殺傷飛行器所攜帶的紅外線感測器不僅要追蹤來襲彈頭的熱光，而且需在如星星般閃爍的光點中分辨出哪個才是來襲導彈。目前，殺傷飛行器還無法做到這一點。承包商雷錫恩公司承認，殺傷飛行器隻能在撞擊來襲彈頭之前的一百秒左右才能追蹤到目標所散發的熱氣，而這點時間實在太短了。事實上，殺傷飛行器在大部分飛行時間將“看不見”敵力導彈。因此，殺傷飛行器仍需要依靠地基雷達和人造衛星來確定截擊目標。