Liittymisprosessin ensimmäinen vaihe on jäseneksi haluavan maan ilmoitus kiinnostuksestaan liittyä Natoon. Tämä voi tapahtua esimerkiksi valtionjohdon kirjeellä Naton pääsihteerille. Maan ilmoitettua kiinnostuksensa jäsenyyteen se alkaa käydä niin sanottua tehostettua vuoropuhelua (Intensified Dialogue) Naton kanssa ja voi tulla hyväksytyksi MAP-ohjelmaan. Nato kutsuu uusia jäseniä huippukokouksissa, joita on viime vuosina järjestetty muutaman vuoden välein.
Jäsenyyskutsun saatuaan maa käy Naton kanssa liittymisneuvottelut, joissa sovitaan jäsenmaan velvoitteista ja siitä, miten se liitetään yhteisen puolustuksen järjestelyihin. Olennaista on määrittää vaatimustaso ennen jäsenyyden voimaantuloa sekä suunnitelmat uudistusten jatkamisesta jäsenyyden astuttua voimaan. On huomionarvoista, että uuden jäsenmaan liittyminen Natoon edellyttää, että liittyminen hyväksytään jokaisen 28 Nato-maan parlamentissa. Kyseessä on pitkä poliittinen prosessi.
Koska jäsenyys tulee ratifioida erikseen jokaisen Nato-maan parlamentissa, kestää jäsenyyden toteutuminen nopeimmillaankin noin vuoden kutsun saamisesta.