洲际弹道导弹发射后可以区分成下列三个飞行阶段： 

- 推进加速阶段——从火箭发动机点火开始，飞行时间3-5分钟不等，燃料燃烧完的速度通常为4公里/秒（固态燃料火箭的推进加速阶段短于液态燃料火箭），本阶段结束时导弹一般处于距地面150到400公里的高度（依选择的弹道不同而变化）。

- 中途阶段（亚轨道飞行阶段）——本阶段约25分锺，期间洲际弹道导弹主要在大气层外沿著椭圆轨道作亚轨道飞行，轨道的远地点距地面约1200公里，椭圆轨道的半长轴长度为0.5~1倍地球半径，飞行轨道在地球表面的投影接近大圆线（之所以是“接近”而非“重合”是由于飞行期间地球本身自转造成的偏移），在本阶段携带多弹头重返大气层载具或者是分导式多弹头的洲际弹道导弹会释放出携带的子弹头，以及金属气球、铝箔干扰丝和全尺寸诱饵弹头等各种电子对抗装置，以欺骗敌方雷达。

- 再入大气层阶段，从距地面100公里开始计算，飞行时间约2分锺，撞击地面时的速度可高达7公里/秒（早期的洲际弹道飞弹小于1公里/秒）。

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