Die Versammlung setzt sich aus fünf Ausschüssen zusammen, welche die zentralen Bereiche der Sicherheit abdecken (Verteidigungs- und Sicherheitsausschuss, Politischer Ausschuss, Ausschuss Zivile Dimension der Sicherheit, Wissenschafts- und Technologieausschuss und Ausschuss Wirtschaft und Sicherheit). Jeder Ausschuss verfügt über einen oder mehrere Unterausschüsse. Auf der Grundlage jährlicher Arbeitsprogramme veranstalten die Ausschüsse und Unterausschüsse mehrere Treffen pro Jahr in einem der Mitgliedstaaten oder in einem assoziierten Staat, mit Vorträgen von hochrangigen Regierungs- und Parlamentsvertretern sowie Wissenschaftlern und Experten. Die Ergebnisse dieser Arbeiten werden an den zweimal jährlich stattfindenden Vollversammlungen diskutiert (eine Frühjahresversammlung und eine Jahresversammlung im Herbst). Die Ausschüsse und Unterausschüsse verfassen Berichte, die in Form von Projekten an der Frühjahresversammlung geprüft und danach revidiert und für die Diskussion, Änderung und Verabschiedung an der Jahresversammlung auf den neuesten Stand gebracht werden.

An der Jahresversammlung erarbeiten die Kommissionen auch strategische Empfehlungen (sogenannte Entschliessungen), die der Vollversammlung zur Abstimmung vorgelegt und, bei Annahme, an den Nordatlantikrat und/oder die Regierungen der Mitgliedstaaten adressiert werden. An diesen Versammlungen, an denen auch Regierungsvertreter oder Fachpersonen (Vertreter aus akademischen und wissenschaftlichen Kreisen, von NGOs oder der Presse) teilnehmen, werden ausserdem verschiedene aktuelle Themen erörtert.

Neben diesen fünf Ausschüssen verfügt die NATO-PV noch über folgende Ausschüsse oder Gruppen: eine Sondergruppe Mittelmeerraum und Mittelosten, einen gemeinsamen interparlamentarischen Rat Ukraine-NATO sowie einen gemeinsamen interparlamentarischen Rat Georgien-NATO. Der ständige parlamentarische Ausschuss NATO-Russland wurde im April 2014 unterbrochen.

Der Ständige Ausschuss ist das Leitungsgremium der Versammlung. Er setzt sich aus dem Büro der Versammlung (dem Präsidenten, den fünf Vizepräsidenten und dem Schatzmeister), den Delegationsleitern der Mitgliedstaaten sowie den Präsidenten der Ausschüsse zusammen. Der Ständige Ausschuss tagt während den beiden Vollversammlungen und ein drittes Mal im Laufe des Jahres. Das Büro legt die allgemeinen Leitlinien fest, koordiniert die Arbeiten der Ausschüsse, bereitet die Tagesordnung der Versammlungen vor und kontrolliert die Finanzen der Versammlung. Der Generalsekretär der NATO-PV leitet das internationale Sekretariat und sorgt für die Umsetzung der vom Ständigen Ausschuss beschlossenen politischen Ziele.

Bei ihrer Gründung 1949 hat die Organisation des Nordatlantikpaktes (NATO) auf ein Parlament verzichtet. Das Bedürfnis nach einem parlamentarischen Instrument zur Begleitung der NATO wurde jedoch bald spürbar. So wurde bereits Anfang der 50er Jahre die Idee einer Versammlung von Parlamentsmitgliedern der Allianz zur Erörterung von Problemen, mit denen die NATO konfrontiert sein könnte, lanciert. 1955 fand schliesslich die erste Jahreskonferenz der NATO-Parlamentsmitglieder statt. Diese Konferenz wurde später institutionalisiert und aus ihr ging 1966 die Nordatlantische Versammlung (NAV) hervor. Die Grundlagen der Zusammenarbeit zwischen der NATO und der Parlamentarischen Versammlung der NATO wurden im November 1967 gelegt, als der Nordatlantikrat (NAC) die Aufnahme von informellen Beziehungen zwischen den beiden Institutionen empfahl. Als Folge dieser Überlegungen nimmt der NATO-Generalsekretär nach Rücksprache mit dem NAC zu allen in den Vollversammlungen verabschiedeten Empfehlungen und Entschliessungen Stellung. Er nimmt ausserdem an den Vollversammlungen der NATO-PV teil. Im Gegenzug wendet sich der Präsident der NATO-PV an die anlässlich ihrer Gipfeltreffen versammelten Staats- und Regierungschefs der NATO-Länder.

Infolge der historischen Ereignisse am Ende des Kalten Krieges hat die Parlamentarische Versammlung ihr Mandat 1991 ausgeweitet und ab diesem Zeitpunkt gewissen Ländern Zentral- und Osteuropas sowie später den meisten an der Partnerschaft für den Frieden beteiligten Ländern den Status eines assoziierten Mitglieds verliehen.

Die ersten Kontakte zwischen den beiden Versammlungen wurden in den frühen Neunzigerjahren geknüpft. 1990 lancierten zwei amerikanische Parlamentarier, Charlie Rose (Repräsentantenhaus) – der damals die Funktion des Präsidenten der NAV ausübte – und Bill Roth (Senat) das nach ihnen benannte Programm von Seminaren und Konferenzen, das die Vertiefung der Zusammenarbeit mit den Parlamenten in Zentral- und Osteuropa anstrebte. In der Folge wurde dieser Kreis auf die neutralen Länder und auf andere Teilnehmer der Partnerschaft für den Frieden ausgeweitet.

So lud die Nordatlantische Versammlung ab 1993 jeweils eine Delegation unseres Parlamentes zu gewissen Veranstaltungen der NAV, insbesondere zu ihren Seminaren ein. Wann immer es möglich war und die Themen für unser Parlament von Interesse waren, entsandten unsere Ratsbüros jeweils die Präsidenten der Sicherheitspolitischen Kommissionen. 1996 wurde die Bundesversammlung als Beobachterin zur Herbsttagung der NAV in Paris und somit erstmals an eine Vollversammlung dieses Gremiums eingeladen. Im März 1997 veranstaltete das Schweizer Parlament in Genf zusammen mit der NAV ein Seminar über den Sinn und die Zukunft der Neutralität in Europa. Seither hat die Bundesversammlung regelmässig an den Frühjahrs- und den Herbsttagungen sowie an den meisten Seminaren der NAV bzw. der NATO-PV teilgenommen. Die Bundesversammlung wurde dabei immer von den Präsidien oder von Mitgliedern der Sicherheitspolitischen Kommissionen vertreten.

Die Schweiz gehört der NATO-PV seit dem 31. März 1999 als assoziiertes Mitglied an. Diese Mitgliedschaft geht zurück auf eine Initiative der Präsidenten der Sicherheitspolitischen Kommissionen, Altnationalrat Jean-Pierre Bonny und Altständerat Eric Rochat, welche von den Ratsbüros Anfang Februar 1999 angenommen wurde. Im März 2000 hat die Bundesversammlung gemeinsam mit der NATO-PV in Montreux ein zweites Seminar über die Beteiligung von Armeeangehörigen an zivilen und humanitären Einsätzen veranstaltet.

Die Schweiz wurde anfänglich an der NATO-PV von zwei Parlamentsmitgliedern vertreten. Im Zuge des Inkrafttretens des neuen Parlamentsgesetzes von 2003 sowie der dazugehörigen Erlasse (namentlich die Verordnung über parlamentarische Delegationen vom 3. Oktober 2003, VpDel), heute nicht mehr in Kraft) wurde die Delegation bei der NATO-PV zu einer ständigen Delegation der Bundesversammlung. Sie ist seither mit 5 Parlamentsmitgliedern an den Sessionen der NATO-PV vertreten.

Assoziiertes Mitglied

Als assoziiertes Mitglied kann die Schweizer Delegation an fast allen Kommissions- und Subkommissionsarbeiten, an allen Seminaren und am Mittelmeerdialog sowie an den Vollversammlungen teilnehmen. An letzteren können die assoziierten Mitglieder Entschliessungen vorlegen und Änderungsanträge zu den Entschliessungen einreichen. Ihre Vertreter können im Namen einer Kommission als Berichterstatter der assoziierten Mitglieder fungieren und so deren Standpunkte in die Berichte der Versammlung einbringen. Allerdings können sie weder ihre Stimme zu den Berichten oder Entschliessungen abgeben noch können sie sich an den Wahlen innerhalb der NATO-PV beteiligen. Ebenso wenig können sie sich zum Budget der Versammlung äussern. Als neutrales Land kann und will die Schweiz nicht Vollmitglied der Versammlung werden.