AFTAC được thành lập vào năm 1959, ban đầu là một Đại đội hành động chiến trường 1035. Chức năng ban đầu của AFTAC là theo dõi các vụ thử hạt nhân, bảo đảm các quốc gia khác tuân thủ các quy định của các hiệp ước về hạt nhân đã ký kết, đồng thời giám sát việc phóng tên lửa tầm xa và tên lửa không gian của nước khác, như Liên Xô, sau này là Nga.
Năm 2014, phân đội máy bay thay đổi cơ cấu tổ chức, chuyển thành một đơn vị máy bay bao gồm một số phi đội. Các phi đội này được báo chí Mỹ mô tả như sau: Phi đội Giám sát Kỹ thuật (TESS) hiện nay do Trung tá Ehren Carl chỉ huy, thực hiện nhiệm vụ do thám thường xuyên để giám sát việc tuân thủ các hiệp ước.
 |
| Các vụ nổ thử bom hạt nhân đã được AFTAC giám sát từ năm 1959. |
Trung tâm kỹ thuật AFTAC hoạt động liên tục, xuyên suốt 24/7, phối hợp với Hệ thống Thám báo Năng lượng hạt nhân (AEDS) để dò tìm, nhận dạng và định vị các vụ nổ hạt nhân trong lòng đất, dưới nước, trên trời và trong không gian.
Đội Tác chiến kỹ thuật (TOPS) do Trung tá Robert Light chỉ huy, thực hiện các nhiệm vụ thám báo toàn cầu thông qua các hệ thống rađa cảm ứng và các hoạt động thu mẫu trong không khí nhằm giúp cơ quan chức năng đưa ra các biện pháp kỹ thuật để giám sát việc thực thi hiệp ước, bao gồm vũ khí giết người hàng loạt đe dọa an ninh quốc gia.
Đội Hỗ trợ kỹ thuật (TSUS) dưới sự chỉ huy của Trung tá Dennis Uyechi, hỗ trợ AFTAC thực hiện nhiều hoạt động khắp thế giới, bao gồm hỗ trợ, huấn luyện, chuẩn hóa và đánh giá tình báo, hỗ trợ tác chiến và chỉ huy chiến dịch với 17 địa điểm khắp thế giới, sử dụng nhân sự hơn 1.000 người để thực hiện việc giám sát thực thi hiệp ước hạt nhân.
 |
| Hoạt động của các lò hạt nhân Iran từ nay sẽ được AFTAC giám sát chặt chẽ. |
Đội Duy trì kỹ thuật (TSMS) là đơn vị duy nhất hỗ trợ AFTAC duy trì chất lượng hoạt động của Hệ thống Thám báo Năng lượng hạt nhân và hỗ trợ bảo trì và vận tải toàn cầu cho Bộ Quốc phòng trong nhiệm vụ giám sát tuân thủ hiệp ước hạt nhân.
Cuối cùng là Đội Tác chiến Không gian ảo (CYCS), do Trung tá Brian Hippel chỉ huy, có nhiệm vụ giúp AFTAC thực hiện các nhiệm vụ tác chiến trên mạng internet toàn cầu, thiết kế kỹ thuật, duy trì các hệ thống, quản lý và tích hợp dữ liệu, kết nối, chia sẻ thông tin tình báo.
Trong các biệt đội trên, TESS có nhiệm vụ tập trung giám sát CHDCND Triều Tiên và cả Iran. Trong khi đó, TOPS sẽ tiếp tục các nhiệm vụ theo dõi các bạn bè, đồng minh thông qua chương trình tình báo đặc biệt mang mật danh Olympic Titan do Bộ Chỉ huy Chiến lược Mỹ đảm trách.
Trong 8 năm qua, đơn vị này đã được giao theo dõi các kho tên lửa và việc phóng tên lửa không gian của Trung Quốc, Ấn Độ, Iran, Israel và Syria. Hải quân và Không quân Mỹ đã phối hợp theo dõi các vụ phóng tên lửa này, sử dụng các tàu gián điệp như USNS Howard O. Lorenzen, biệt danh Cobra King, và USNS Invincible, biệt danh Gray Star. Các tàu này do Bộ Chỉ huy Hải vận quân sự quản lý. Quan trọng nhất, TOPS có thể điều phối sử dụng các máy bay thám báo RC-135 và WC-135, thuộc biên chế Căn cứ Không quân Offutt ở bang Nebraska, để thu thập thông tin và mẫu không khí sau mỗi vụ tình nghi thử hạt nhân.
AFTAC là cơ quan duy nhất trong chính quyền Mỹ thực hiện nhiệm vụ dò tìm, thu thập và lập báo cáo dữ liệu kỹ thuật đối với các vụ nổ hạt nhân ở nước ngoài. TSUS đảm nhận nhiệm vụ bảo đảm các quốc gia tham gia ký kết các hiệp ước hạt nhân như Hiệp ước Cấm thử hạt nhân giới hạn (LTBT, ký kết năm 1963), Hiệp ước Cấm thử hạt nhân tới hạn (TTBT, 1974) và Hiệp ước Nổ thử hạt nhân vì mục đích hòa bình (PNET, 1976) giữ đúng cam kết đã ghi trong hiệp ước.
Năm 1963, Mỹ, Liên Xô và Anh đã nhất trí giám sát các vụ thử hạt nhân trên không trung, trong không gian và dưới nước. Hơn một thập kỷ sau, Washington và Moscow quyết định dừng thử các vũ khí hạt nhân có sức công phá trên 150 kiloton trong lòng đất. Hiệp ước Không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT) cho phép các quốc gia quyền thử nghiệm các vụ nổ hạt nhân vì mục đích hòa bình, do đó đã tạo nên kẽ hở trong các lệnh cấm.
Từ cuối Thế chiến tranh II, cả Washington và Moscow đã thực hiện các vụ nổ trong lòng đèo núi, và lợi dụng những vệt dầu loang trên biển để ngụy trang cho các vụ nổ dưới nước. Kể từ thập niên 90 thế kỷ XX, Mỹ và Nga đã ngưng thử vũ khí hạt nhân, có nghĩa là nhiệm vụ của AFTAC không còn nhiều nữa. Tuy nhiên, từ năm 2009, CHDCND Triều Tiên đã 2 lần thử vũ khí hạt nhân trong lòng đất, còn Iran thì đang bắt đầu thực thi Hiệp ước hạt nhân toàn diện vừa ký với Mỹ và các cường quốc thế giới. Vì thế AFTAC sẽ lại có thêm nhiệm vụ mới: Giám sát hoạt động hạt nhân của CHDCND Triều Tiên và Iran.
