Quỹ đạo của tên lửa đạn đạo quân sự được đặc trưng bởi ba giai đoạn:[cần dẫn nguồn]

• Giai đoạn phóng: Tên lửa được phóng lên theo chiều thẳng đứng vượt qua tầng khí quyển đậm đặc giai đoạn này kéo dài khoảng 3-4 phút tên lửa sẽ đi vào khoảng không vũ trụ tên lửa tầm càng xa thì độ cao càng lớn và vận tốc tối đa càng cần phải gần đến vận tốc vũ trụ cấp 1 (đối với loại tên lửa liên lục địa vận tốc đạt đến 7 km/giây). Giai đoạn này tên lửa đã tiêu tốn một đến hai tầng phóng tên lửa với hầu hết nhiên liệu động cơ tên lửa.
• Giai đoạn giữa: Khi đã ở trên khoảng không vũ trụ tên lửa dần dần xoay hướng để chuyển động ngang. Tại độ cao này không còn lực cản của khí quyển, không cần lực đẩy của động cơ tên lửa gần như bay theo quy luật của vật bị ném lên trong trường trọng lực theo một quỹ đạo là một phần ellipse và đạt điểm cao nhất tại thời điểm giữa của giai đoạn này (tên lửa đạn đạo liên lục địa có thể đạt đến độ cao 1.200 km). Giai đoạn này kéo dài khoảng 15-25 phút tuỳ theo tầm bắn của tên lửa. Sau khi đạt độ cao tối đa các đầu đạn sẽ được phóng ra phần còn lại của tên lửa hết tác dụng. Sau đó đầu đạn mất dần độ cao và bắt đầu thâm nhập tầng khí quyển đậm đặc.
• Giai đoạn lao xuống mục tiêu: bắt đầu từ độ cao 100 km đầu đạn đi vào khu vực mục tiêu, càng ngày quỹ đạo càng mất dần chuyển động ngang và cuối cùng là lao xuống theo chiều thẳng đứng, giai đoạn này chiếm khoảng 2 phút và kết thúc khi chạm đất với tốc độ khoảng 1–4 km/giây.

Quỹ đạo đường đạn như trên cho phép tên lửa đạn đạo đến được mục tiêu rất xa vì phần lớn quỹ đạo diễn ra trong khoảng không vũ trụ không có lực cản không khí, tên lửa bay theo quán tính. Đối với tên lửa liên lục địa là loại tên lửa đạn đạo tầm xa thực tế nó có thể bắn đến được mọi điểm trên Trái Đất.[cần dẫn nguồn]