Generalni sekretar NATO (Secretary General, SG) je najvažniji zvaničnik NATO koji govori i nastupa u ime Saveza. Generalni sekretar je, uobičajeno, istaknuti državni službenik višeg ranga kojeg nominuju vlade država članica, a postavlja Sjevernoatlantski savjet, na period od četiri godine.

Budući da je tradicionalno glavnokomandujući Vrhovne komande savezničkih snaga u Evropi (SHAPE) Amerikanac, tako je tradicionalno generalni sekretar Evropljanin.

Generalni sekretar pripada civilnoj strukturi NATO i smješten je u NATO sjedištu u Briselu. On je predsjedavajući Sjevernoatlantskog savjeta, Komiteta za planiranje odbrane, Grupe za nuklearno planiranje, kao i drugih najvažnijih komiteta i savjeta NATO. On se nalazi i na čelu Međunarodnog sekretarijata NATO. Takođe, titularni je predsjedavajući drugih visokih odbora NATO.

Generalni sekretar NATO unaprijeđuje i usmjerava procese savjetovanja i donošenja odluka u okviru Saveza i ima značajan uticaj na proces odlučivanja. On može da predloži temu za diskusiju i može da iskoristi svoj položaj kao nezavistan i nepristrasan predsjedavajući da usmjeri diskusiju u pravcu konsenzusa u interesu Saveza u cjelini. On ima pravo pomoći savjetom u slučajevima neslaganja među zemljama članicama. Međutim, generalni sekretar nema moć da preuzme na sebe političke odluke i može samo da nastupa u ime NATO do granice do koje se slože vlade država članica. On je takođe i glavni govornik u ime Saveza, glavni je predstavnik Saveza bilo za vanjske odnose bilo za komunikaciju ili za kontakte s vladama članicama, kao i sa medijima.

Rad Sjevernoatlantskog savjeta i njegovih podređenih odbora pomaže Međunarodni sekretarijat (International Staff, IS). Generalni sekretar nalazi se i na čelu Međunarodnog sekretarijata. To znači da je odgovoran za upravljanje međunarodnim osobljem kao cjelinom. Sam Međunarodni sekretarijat postoji da bi pružao podršku u radu predstavnika država članica na različitim odborima i na različitom nivou predstavljanja. Čine ga zaposleni iz zemalja-članica, bilo regrutovani direktno od NATO ili poslati od strane svojih vlada. Članovi Međunarodnog sekretarijata su odgovorni generalnom sekretaru i u formalnom smislu su odani samom Savezu u vrijeme svog zaposlenja na tom mjestu.

Generalni sekretar je zajednički predsjedavajući ( s predstavnikom Rusije te počasnim predsjednikom – predstavnikom zemlje NATO članice) Savjeta NATO-Rusija. Zajedno s ukrajinskim predstavnikom, zajednički je predsjedavajući Komisije NATO-Ukrajina.

Kontinuirano radi na različitim temama važnim za Savez i zemlje partnere. Zamjenik generalnog sekretara pomaže generalnom sekretaru u obavljanju dužnosti i zamjenjuje ga u odsutnosti.

Trenutno dužnost generalnog sekretara vrši bivši danski premijer Anders Fogh Rasmussen. On je izabran za generalnog sekretara na samitu NATO u Strazburu i Kelu početkom aprila 2009. godine odlukom na sastanku na vrhu Sjevernoatlantskog savjeta. Rasmussen je preuzeo tu funkciju od Jaap de Hop Shefera, koji je sa tog položaja otišao poslije pet i po godina provedenih na čelu zapadne vojne alijanse.

Jedan od najpoznatijih bivših generalnih sekretara NATO je i Javier Solana, bivši ministar vanjskih poslova španske Vlade koji je bio na toj funkciji od kraja 1995. do oktobra 1999. godine. Solanin mandat na mjestu generalnog sekretara Alijanse obuhvatao je period intenzivnog angažovanja NATO na Balkanu. 1999. godine Solana je napustio NATO da bi postao generalni sekretar Savjeta EU i njen prvi „visoki predstavnik“ za zajedničku spoljnu i bezbjednosnu politiku.