היחסים המיוחדים בתחום הביטחוני החלו להתעצב במהלך שנות השישים והשבעים ויש להם מספר מאפיינים:
שמירת יתרונה האיכותי של ישראל:
·
עסקות נשק - ארה"ב מוכרת אמצעי לחימה רבים לישראל והיא מחויבת לשמור על היתרון הצבאי-טכנולוגי של ישראל. בניו-יורק יושבת דרך קבע משלחת רכש של משרד הביטחון. תיאום בין המדינות מתקיים בנוגע למצב מלאי הנשק של ישראל ולאכסון מראש של נשק לשעת חירום.
·
מכירת נשק מבוקרת לשכנותיה של ישראל - ארה"ב הקפיאה מספר פעמים מכירת נשק למדינות 'בסביבת' ישראל כגון ערב הסעודית ומצרים בשל החשש להפר את 'האיזון האסטרטגי' עם ישראל.
·
סיוע בשעות חירום - ארה"ב הוכיחה בעבר כי במצבי חירום היא מוכנה למכור, להעביר, להחכיר, או להשאיל לרשות ישראל אמצעים הקשורים להגנת המדינה.
תיאום ושיתוף פעולה אסטרטגי:
·
תאום מראש של מהלכים צבאיים ישראלים - ישראל מתאמת בדרך כלל מבצעים צבאיים אסטרטגיים עם ארה"ב או לפחות מעדכנת אותה מראש. לשם כך משמש בין השאר 'קו חם' בין הפנטגון למשרד הביטחון הישראלי.
·
אימונים צבאיים וקבוצות עבודה משותפות - אימונים משותפים בין צה"ל לצבא ארה"ב נערכים באופן תדיר וקבוצות עבודה קבועות ישראליות-אמריקניות נפגשות לדון במגוון נושאים אסטרטגיים משותפים.
·
פיתוח משותף של כלי נשק - ישראל וארה"ב מפתחות במשותף אמצעים צבאיים וישראל נעזרת בסיוע אמריקני לפתח נשק ישראלי, דוגמת טנק המרכבה ופיתוח מערכת טיל החץ. עם זאת, ישראל נאלצה בעבר 'להקריב' את פרויקט מטוס הלביא על מזבח היחסים המיוחדים עם ארה"ב.
·
שיתוף פעולה מודיעיני בלחימה בטרור ובאויבים משותפים - שיתוף הפעולה בין ישראל וארה"ב בתחום המודיעין שהחל בתקופת המלחמה הקרה, נמשך ומתמקד כיום בעיקר בנושא הלחימה בטרור הגלובלי.
·
תיאום המדיניות הגרעינית של ישראל - מדיניות העמימות הגרעינית של ישראל מתואמת עם ארה"ב מאז ראשיתה. בהסכם בין הנשיא ניקסון וראש הממשלה גולדה מאיר (1969), הכיר הממשל האמריקני באופציה הגרעינית של ישראל ושיחרר אותה מהחתימה על האמנה בתמורה להתחייבות ישראלית לשמור על עמימות בנושא זה.