Ydinaseiden ja niitä omistavien valtioiden määrän kasvaessa hallitsemattomasti kävi ilmeiseksi, että tarvitaan kansainvälisiä pelisääntöjä ja sopimuksia rajoitustoimista. Ydinaseiden lukumäärä maailmassa oli suurimmillaan kylmän sodan aikana vuonna 1986, jolloin niitä oli yli 70 300 kappaletta. Määrät kehittyivät eri maissa eritahtisesti. Yhdysvalloissa ydinaseiden määrän huippu oli yli 31 200 vuonna 1967 ja alkoi sen jälkeen vähitellen laskea. Neuvostoliitolla oli eniten ydinaseita vuonna 1986, yli 40 000.

Vuodesta 1986 lähtien alkoi näkyä ydinaseriisuntasopimusten vaikutus, kun supervaltojen ydinaseiden määrät lähtivät jyrkkään laskuun. 2000-luvun alussa sekä Yhdysvalloilla että Venäjällä oli arsenaalissaan hieman yli 10 000 ydinasetta. Nykyiseen tasoon, jossa kummallakin on alle 5 000 ydinasetta, päästiin noin 2016. Muiden ydinasevaltioiden hallussa olevien ydinaseiden määrät ovat olleet Yhdysvaltoihin ja Venäjän verrattuna pieniä, eikä niillä ole ollut kokonaistilanteen kehittymiseen mainittavaa vaikutusta. Nykyinen käytössä olevien ydinaseiden määrä maailmassa on hieman yli 12 000.

Ulkoavaruussopimus 1967

Vuonna 1967 solmittu ja voimaan tullut YK:n ns. ulkoavaruussopimus (Outer Space Treaty) kieltää ydinaseet ja muut joukkotuhoaseet avaruudessa. Kaikki ydinasevaltiot ovat sopimuksessa mukana. Se myös kieltää sotilaallisten tukikohtien perustamisen avaruuteen samoin kuin sotilaalliset operaatiot, mutta muuta sotilaallista toimintaa avaruudessa ei ole kielletty.

Ydinsulkusopimus 1968

1960-luvun alussa ydinaseiden leviäminen oli jo hallitsematonta, ja yli 20 valtiota suunnitteli oman ydinaseen hankkimista. Sen kehityksen pysäyttämiseksi saatiin aikaan laaja kansainvälinen sopimus ydinaseiden leviämisen estämisestä (Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons, NPT), joka allekirjoitettiin vuonna 1968 ja tuli voimaan 1970. Sopimuksen tavoitteena on estää ydinaseiden ja ydinaseteknologian leviämistä, edistää yhteistyötä ydinenergian rauhanomaisessa käytössä sekä edistää ydinaseriisuntaa ja yleistä ja täydellistä aseidenriisuntaa. NPT on ainoa sitova monenvälinen sopimus, jolla pyritään ydinasevaltioiden aseidenriisuntaan. Sopimukseen on sitoutunut 191 valtiota, mukaan luettuina kaikki ns. viralliset ydinasevaltiot. Pohjois-Korea ilmoitti vuonna 2003 vetäytyvänsä NPT-sopimuksesta ja on sen jälkeen onnistunut rakentamaan jonkinlaisia ydinaseita, välittämättä kansainvälisestä paheksunnasta ja pakotteista.

NPT-sopimusteksti neuvoteltiin sellaiseksi, että se mahdollistaa järjestelyt, joita on tehty ydinasetaakan jakamiseksi (nuclear burden sharing) Naton jäsenmaiden kesken. Tällä pyrittiin ehkäisemään sitä, että Naton ydinaseettomat jäsen maat hankkisivat omia ydinaseita. Samaa tavoitetta palvelivat myös Nato-jäsenyyteen sisältyvät turvallisuustakuut, joihin sisältyi Yhdysvaltojen ”ydinasesateenvarjo”. Naton järjestelyjen ansiosta ydinaseettomat jäsenmaat eivät pitäneet välttämättömänä oman ydinaseen hankkimista. Keskeistä Naton nuclear burden sharing -järjestelyissä on se, että Naton ydinpelote sisältää Yhdysvaltojen Eurooppaan sijoittamat ydinaseet, jotka ovat Yhdysvaltojen hallinnassa ja valvonnassa.

SALT-sopimukset 1960- ja 1970-luvuilla

Neuvostoliitto ja Yhdysvallat aloittivat vuonna 1968 keskinäiset neuvottelut ydinaseidensa määrän rajoittamisesta, koska rajoittamaton ydinasekilpavarustelu kävi molemmille kalliiksi. SALT-neuvotteluja (Strategic Arms Limitation Talks) käytiin aluksi 1968 Helsingissä ja sen jälkeen vaihtelevasti Wienissä ja Helsingissä. Vuosikausia kestäneiden neuvottelujen tuloksena syntyi Moskovassa vuonna 1972 allekirjoitettu SALT I -sopimus sekä siihen liittyvä ballististen ohjusten torjuntaohjuksia rajoittanut ABM-sopimus (Anti-Ballistic Missile Treaty).

Sopimuksen jälkeen jatkettiin neuvotteluja, ja tavoitteena oli rajoittaa monikärkiohjusten ja risteilyohjusten käyttöä. SALT II -nimellä tunnettu sopimus solmittiin 1979, mutta se ei koskaan tullut voimaan, koska Yhdysvaltojen senaatti ei ratifioinut sitä. Syynä oli amerikkalaisille paljastunut Neuvostoliiton joukkojen läsnäolo Kuubassa sekä Neuvostoliiton hyökkäys Afganistaniin joulukuussa 1979. Sopimus raukesi 1985, vaikka molemmat osapuolet noudattivat sen määräyksiä sopimuksen raukeamiseen saakka.

INF-sopimus 1988

INF-sopimus (Intermediate-Range Nuclear Forces Treaty) tehtiin Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton välillä vuonna 1987 ja ratifioitiin molemmin puolin 1.6.1988. Sillä kiellettiin kummankin osapuolen Eurooppaan sijoittamat lyhyen ja keskikantaman (500–5500 km) maasijoitteiset ballistiset ja risteilyohjukset, ja ne oli tuhottava kolmen vuoden kuluessa eli 1.6.1991 mennessä. Sopimukseen liittyi yksityiskohtainen verifikaatiojärjestely. Sopimus kielsi kyseisen kantaman ohjukset riippumatta siitä, millainen taistelukärki niissä oli, mutta ei koskenut lentokonesijoitteisia eikä alussijoitteisia ydinaseita kuten Yhdysvaltojen sota-aluksiin sijoitettuja ydinkärkisiä risteilyohjuksia. Ranskan ja Britannian ydinaseistus oli sopimuksen ulkopuolella, koska ne eivät olleet sopimuksessa mukana.

Sopimuksen synnyn taustalla oli se, että Neuvostoliitto/Varsovan liitto ja Yhdysvallat/Nato olivat ryhmittäneet 1970- ja 1980-luvuilla Keski-Eurooppaan suuria määriä maan pinnalta ammuttavia lyhyen ja keskikantaman ydinkärkiohjuksia, joilla oli tarkoitus iskeä vastapuolen kohteisiin Euroopan alueella. Tunnetuimpia sopimuksen tarkoittamia ohjustyyppejä olivat Neuvostoliiton RSD-10 (Nato-nimi SS-20 Saber) ja Yhdysvaltojen Pershing II. Kehitys johti varsinkin Länsi-Euroopan maissa laajoihin mielenosoituksiin Naton ”euro-ohjuksia” vastaan. Rautaesiripun toisella puolella eli Varsovan liiton maissa ei ollut vastaavanlaista liikehdintää Neuvostoliiton ohjuksia vastaan.

Sopimus pysyi voimassa Neuvostoliiton ja Varsovan liiton hajoamisen jälkeenkin. Venäjä uhkasi sopimuksesta vetäytymisellä 2007, ellei sitä laajenneta koskemaan muitakin valtioita. Keskikantaman ohjuksia oli myös esimerkiksi Kiinalla, Intialla ja Pakistanilla. Myös Iran ja Pohjois-Korea olivat kehittämässä keskikantaman ohjuksia. Tätä ennen Venäjä oli irtautunut laajasta TAE-sopimuksesta, jolla rajoitettiin tavanomaisen aseistuksen määrää Euroopassa. INF-sopimus raukesi vasta 2019, kun Yhdysvallat irtautui siitä syyttäen Venäjää sopimuksen rikkomisesta. Sen jälkeen myös Venäjä vetäytyi sopimuksesta ja ilmoitti aikovansa ryhtyä kehittämään maasijoitteisia keskikantaman ohjuksia, siis juuri sellaisia, jotka oli INF-sopimuksella kielletty.

Euroopan maiden ja eurooppalaisten turvallisuuden kannalta INF-sopimuksella oli erittäin suuri sodanvaaraa vähentänyt merkitys kylmän sodan loppuvaiheessa. Se oli osaltaan jopa kylmän sodan asetelman purkautumista edistänyt tekijä. Sopimuksen raukeaminen oli valtava takaisku ja on entisestään lisännyt Venäjän ja lännen välistä jännitettä.

Ydinkoekieltosopimus 1996

Kaikki ydinkokeet maailmanlaajuisesti on kielletty ydinkoekieltosopimuksella (Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty, CTBT) vuonna 1996. Sopimukseen liittyy myös monipuolinen todentamisjärjestelmä sen noudattamisen varmistamiseksi. Sopimuksen on allekirjoittanut 187 valtiota, mutta allekirjoittajista Yhdysvallat, Venäjä, Kiina, Israel, Iran ja Egypti eivät ole sitä ratifioineet, joten sopimus ei ole vielä voimassa. Intia, Pakistan ja Pohjois-Korea eivät ole edes allekirjoittaneet sopimusta ja ovat myös tehneet muutamia ydinkokeita. Vaikka sopimus ei ole tullut voimaan, ydinkokeiden määrä laski merkittävästi sopimuksen syntymisen jälkeen.

START-sopimukset 1990–2010-luvuilla

SALT-sopimusneuvottelut johtivat START-sopimuksen (Strategic Arms Reduction Treaty) syntyyn Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton välillä. Merkittävä sopimus allekirjoitettiin kesällä 1991, mutta pian sen jälkeen Neuvostoliitto hajosi. Sopimus tuli lopulta voimaan vuonna 1994, jolloin sen osapuolia olivat yhtäältä Yhdysvallat ja toisaalta Venäjä, Valko-Venäjä, Ukraina ja Kazakstan, joiden kaikkien alueella oli entisen Neuvostoliiton strategisia ydinaseita. Sopimuksella rajoitettiin kummankin osapuolen operatiivisessa käytössä olevien strategisten ydinkärkien lukumäärä 6 000:een sekä niiden kuljettamiseen tarkoitettujen mannertenvälisten ballististen ohjusten (ICBM) ja strategisten eli pitkän kantaman pommikoneiden määrä 1 600:een. START I -sopimusta on pidetty historian laajimpana ja monimutkaisimpana aserajoitussopimuksena. Sen seurauksena hävitettiin 80 % maailman silloisista strategisista ydinaseista. Sopimus oli voimassa vuoteen 2009 saakka.

START I:tä täydentävä, suppeampi Yhdysvaltojen ja Venäjän ydinaserajoitussopimus tunnetaan nimellä START II, joka allekirjoitettiin vuonna 1993. Siinä kiellettiin mannertenvälisten ballististen ohjusten varustaminen useilla ydinkärjillä, jotka oli ohjelmoitu ja maalitettu hakeutumaan eri kohteisiin (Multiple Independently targetable Re-entry Vehicles, MIRV). Sopimus ei kuitenkaan tullut koskaan voimaan ratifiointeihin liittyneiden erimielisyyksien vuoksi. Kummallakin osapuolella oli ja on edelleen monikärkisiä ICBM-ohjuksia.

Seuraavaksi ydinaseriisunnan askeleeksi 1990-luvun lopulla tarkoitetusta START III -sopimuksesta ei tullut mitään, eikä sopimuksesta päästy edes varsinaisesti neuvottelemaan Yhdysvaltojen ja Venäjän kasvavien erimielisyyksien takia.

Yhdysvallat ja Venäjä pääsivät kuitenkin yhteisymmärrykseen strategisten hyökkäysaseiden rajoittamisesta ns. SORT-sopimuksella (Strategic Offensive Reductions Treaty), joka solmittiin vuonna 2002. Siinä osapuolet sitoutuivat vähentämään operatiivisessa käytössä olleiden ydinkärkien lukumäärän 1 700–2 200:een. Sopimus tuli voimaan vuonna 2003 määräajaksi 2003–2012, mutta se raukesi New START -sopimuksen myötä vuonna 2011.

START I -sopimuksen voimassaolon päätyttyä vuonna 2009 Yhdysvallat ja Venäjä kävivät uudet ydinaseidensa rajoittamisneuvottelut. Niiden tuloksena syntyi vuonna 2010 jatkosopimus nimeltä New START, joka tuli voimaan ratifiointien jälkeen vuonna 2011. Sopimus tehtiin kymmeneksi vuodeksi, ja vuonna 2021 sitä jatkettiin viidellä vuodella. Vuonna 2023 Venäjä ilmoitti lopettavansa sopimuksen noudattamisen, ja sopimus raukesi sen voimassaolon päätyttyä 5.2.2026.

New START -sopimuksen mukaan kummallekin osapuolelle sallittiin enintään 700 käyttövalmiudessa olevaa strategisten ydinaseiden kantolaitetta, joita ovat mannertenväliset maalta ja sukellusveneistä laukaistavat mannertenväliset ballistiset ohjukset sekä strategiset pommikoneet. Käyttövalmiina olevien strategisten ydinkärkien ja ydinpommien lukumäärä rajoitettiin kummallekin osapuolelle 1 550:een. Rajoitukset olivat suuremmat kuin missään siihenastisessa ydinaserajoitussopimuksessa. Varastoitujen ydinaseiden määrää ei kuitenkaan rajoitettu millään tavalla, mikä oli olennaista sen vuoksi, että Venäjällä niitä oli huomattavasti enemmän kuin Yhdysvalloilla. Sopimukseen sisältyi verifikaatiomekanismi, jolla tarkoitetiin osapuolten oikeutta käydä tarkastamassa toisen osapuolen ydinaseita, ohjuksia ja kantolaitteita sen varmistamiseksi, että toinen osapuoli noudatti sopimusta.

Sopimuksen päättymistä pidettiin kansainvälisesti huolestuttavana kehityksenä, koska nyt Yhdysvaltojen ja Venäjän ydinaseisiin ei kohdistu enää mitään määrällisiä eikä laadullisia rajoitteita. On pelätty uuden ydinasevarustelukierteen alkamista. Edellisen kerran vastaavanlainen tilanne koettiin kylmän sodan aikana, jolloin ydinaseiden määrä maailmassa nousi suurimmillaan yli 70 000 ydinkärkeen ja pommiin. Rajoitusten poistuttua sekä Yhdysvaltojen että Venäjän käyttövalmiiden strategisten ydinkärkien ja ydinpommien lukumäärä on jo ylittänyt New START -sopimuksen mukaiset määrät. Kiinan vahvistaessa ydinpelotettaan on ennustettu, että maailmassa alkaa uusi ydinasevarustelun kierre, jollainen koettiin kylmän sodan aikakaudella.

Ydinaseiden kieltosopimus 2017

YK;n yleiskokouksen valtuuttama kansainvälinen konferenssi hyväksyi ydinaseiden kieltosopimuksen (Treaty on the Prohibition of Nuclear Weapons, TPNW) vuonna 2017, ja se tuli voimaan, kun 50 valtiota oli ratifioinut sen vuonna 2021. Sopimuksen on allekirjoittanut 95 valtiota ja ratifioinut 74. Sopimuksen tavoitteena on kaikkien ydinaseiden poistaminen ja hävittäminen. Sopimuksessa kielletään ydinaseiden kehittäminen, kokeilu, tuottaminen, hankkiminen, omistaminen, käyttäminen ja niillä uhkaaminen. Yksikään ydinaseita omistava valtio ei ole liittynyt sopimukseen. Myös Nato-maat ovat jättäytyneet sopimuksen ulkopuolelle, koska katsovat sen vaarantavan Naton ydinpelotteen olemassaolon. Kaikki Nato-maat pitävät Naton ydinpelotetta ratkaisevan tärkeänä osana turvallisuusratkaisuaan – varsinkin nykyisenkaltaisessa vaarallisessa maailmantilanteessa. Nato on myös julistanut olevansa ydinaseliittokunta niin kauan, kun maailmassa on ydinaseita. Vaikka TPNW-sopimus ei ole saanut maailman ydinaseita vähenemään, sen on arvioitu vaikuttavan ydinaseiden vastaisen mielialan leviämiseen maailmassa ja heikentävän niiden hyväksyttävyyttä sodankäyntivälineenä.