Am 18. Juli 1955 erstmals als eine Konferenz bestehend aus Parlamentariern der NATO-Mitgliedstaaten zusammengetreten, hat sich die NATO PV im Laufe der Jahre zu einem euroatlantischen Parlament entwickelt, in dem Parlamentarier aus Europa und Nordamerika über Fragen und Probleme diskutieren, die die Atlantische Allianz betreffen.

Die Versammlung erarbeitet zu allen das Bündnis betreffenden Fragen Berichte und  Entschließungen. Diese werden in Ausschüssen erarbeitet und anlässlich der Plenarsitzungen verabschiedet. Sie richten sich an die Regierungen der NATO-Mitgliedsländer und den Nordatlantikrat. Der Generalsekretär der NATO erstattet der Versammlung regelmäßig Bericht über die Arbeit der Nordatlantischen Allianz.

Ihre Hauptaufgaben sieht die NATO PV darin,

• die Zusammenarbeit der Mitgliedstaaten in allen verteidigungs- und sicherheitspolitischen Fragen zu fördern,
• die Vorstellungen der Atlantischen Allianz bei der Formulierung nationaler Politiken einzubringen,
• zur Entwicklung einer atlantischen Solidarität in den Ländern der Allianz beizutragen,
• als ein Bindeglied zwischen den nationalen Parlamenten und der NATO zu fungieren.

Als transatlantisches Forum für die Erörterung aktueller Themen der Bündnispolitik dient die NATO PV in erster Linie dem internationalen parlamentarischen Dialog . Darüber hinaus liegt die Bedeutung der Versammlung darin, durch ihre Entschließungen und Initiativen der Arbeit des Nordatlantikrates neue Impulse geben können. Dass diese Initiativen der NATO PV für die Atlantische Allianz unverzichtbar sind, hat sich insbesondere nach dem Ende des Ost-West-Konflikts und den politischen Veränderungen in Mittel- und Osteuropa gezeigt, die für die NATO eine große Herausforderung bedeuteten. Die Parlamentarier der NATO PV setzten sich frühzeitig mit den politischen Veränderungen in Osteuropa und deren möglichen Auswirkungen auf das Bündnis auseinander und suchten den politischen Dialog mit Vertretern des Warschauer Pakts und später mit Parlamentariern aus den neuen mittel- und osteuropäischen Demokratien. Inzwischen sind Parlamentarierdelegationen aus vielen dieser Länder als Vollmitglieder oder als assoziierte Mitglieder in die Arbeit der NATO PV eingebunden

Fragen wie der Umgang mit dem Konflikt in Syrien, den politischen Umbrüchen in einigen arabischen Ländern sowie die Folgen reduzierter Verteidigungshaushalte diskutieren die Parlamentarier offen und über Barrieren nationaler Interessen hinweg.

Die Plenarsitzungen der NATO PV finden zweimal jährlich in Form einer Frühjahrs- und einer Jahrestagung in den Mitgliedsländern oder assoziierten Mitgliedsländern des Bündnisses statt.

Fachausschüsse der NATO PV:

• Politischer Ausschuss
• Ausschuss für Verteidigung und Sicherheit
• Ausschuss für Wirtschaft und Sicherheit
• Ausschuss für Wissenschaft und Technologie
• Ausschuss für die Zivile Dimension der Sicherheit

Hauptaufgaben der Ausschüsse:

• Erörterung von aktuellen Fragen, die das Bündnis betreffen, und die  Erarbeitung von entsprechenden Berichten, Empfehlungen und Entschließungen

• Gewährleistung der Kontinuität der Arbeit der NATO PV

• Ständiger Ausschuss: Koordinierung der Arbeit der Versammlung und ihrer Ausschüsse zwischen den Sitzungen.

Die notwendige administrative Unterstützung der Arbeit der Versammlung leistet das vom Generalsekretär geleitete Internationale Sekretariat mit Sitz in Brüssel. Die NATO PV finanziert sich überwiegend aus Beitragszahlungen der Mitgliedsländer. Der deutschen Delegation in der NATO PV gehören 18  Mitglieder (12 Abgeordnete des Deutschen Bundestages und 6 Vertreter des Bundesrates) an.

Vollmitglieder der Versammlung sind derzeit Parlamentarier aus Albanien, Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Frankreich, Griechenland, Island, Italien, Kanada, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten.

Assoziierte Mitglieder sind Parlamentarier aus Armenien, Österreich, Aserbaidschan, Bosnien und Herzegowina, Finnland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Georgien, Moldau, Montenegro, der Russischen Föderation, Serbien, Schweden, der Schweiz und der Ukraine.

Weitere sieben Länder - Australien, Ägypten, Japan, Kasachstan, der Palästinensische Legislativrat, Südkorea und Tunesien - haben Beobachterstatus.

Das Europäische Parlament entsendet zehn Vertreter mit vollem Rederecht zu Ausschuss- und Plenarsitzungen der Parlamentarischen Versammlung. Zudem bindet die Versammlung Abgeordnete aus Algerien, Israel, Jordanien und Marokko als mediterrane assoziierte Mitglieder und Partner in ihre Arbeit ein.