中美兩軍交流是兩國關係中的重要組成部分。中美建交後,兩國在軍事領域開展了交流與合作。1989年6月5日美國總統布希宣佈對華制裁措施後,6月6日,美國國防部長切尼聲明,暫停對原計劃的中國海軍司令員張連忠和國防部長秦基偉的訪美安排。 6月7日,中國國防部針對美國國防部長切尼的聲明做出強烈反應,對美方破壞兩國防務機構之間業已存在的正常關係、嚴重干涉中國內政表示極大的遺憾。1994年,中斷了五年的兩軍高層交往重新恢復。8月,中國人民解放軍副總參謀長徐惠滋訪美。10月,美國防部長佩裏訪華。1995年,由於美國政府允許李登輝訪美,嚴重動搖了中美關係的基礎,中國空軍司令員于振武中斷了在美國的訪問,國防部長遲浩田推遲訪美。1996年,國務委員兼國防部長遲浩田原計劃于4月訪美,後因中國在台灣海峽進行演習時,美方粗暴干涉中國內政而推遲訪問。12月8-18日,遲浩田部長對美進行正式訪問。10月,廣西興安縣發現一架二戰期間墜毀的美軍飛機殘骸和機組人員遺骨。11月24日,江澤民主席在馬尼拉會晤美國總統克林頓時向克通報有關情況並轉交有關照片和錄影帶,歡迎美方派人到現場實地察看。克林頓總統感謝江主席的通報,表示這將給死者家屬帶來莫大的安慰,所有美國人民都將對此表示感謝。12月9日,遲浩田國防部長訪美時向佩裏部長移交了部分美軍飛行員遺物。佩裏部長表示感謝。
1997年3月9-25日,中國海軍艦艇編隊“哈爾濱”號、“珠海”號和“南倉”號先後訪問美國夏威夷珍珠港和聖迭戈港。這是中國海軍艦艇編隊首次訪問美國本土。中國人民解放軍總參謀長傅全有上將於8月5-12日應邀訪美。美參謀長聯席會議主席沙利卡什維利5月12-16日訪華。9月,美國兩艘軍艦訪問青島。國家主席江澤民訪美期間,中美雙方就建立中美加強海上軍事安全磋商機制達成協定。
1998年1月,美國防部長科恩訪華,中美雙方簽署了《中美兩國國防部關於建立加強海上軍事安全磋商機制的協定》。9月,中國國家軍委副主席張萬年上將訪美,中美雙方簽署了《中美兩國國防部關於軍事環境保護問題進行資訊交流的聯合聲明》。6月,美總統克林頓訪華期間,中美兩國元首宣佈中美雙方互不將各自控制下的戰略核武器瞄準對方。雙方還就在人道主義救援和減災、軍事環境保護以及互派觀察員觀摩對方聯合訓練演習方面開展合作達成協定。8月和12月,美國軍艦分別訪問了青島和上海。
1999年5月8日,美國轟炸中國駐南聯盟共和國大使館,嚴重損害了中美關係。5月10日,中國外交部發言人宣佈推遲中美兩軍高層交往。
2000年以來,隨著中美關係的逐步恢復和改善,中美兩軍之間的交往也開始得到恢復。1月24日至26日,熊光楷副總參謀長赴美進行了中美第三次副國防部長級防務磋商。2月27日至3月2日,美軍太平洋總部司令布萊爾訪華。中美雙方就兩軍交往等問題交換了意見,中方重點就台灣問題、特別是堅決反對美售臺武器問題向美方表明瞭立場。4月14日至22日,海軍司令員石雲生訪美。8月21日至29日,軍事科學院院長王祖訓訪美。10月25日至11月2日,中國人民解放軍總政治部主任于永波訪美。2月27日至3月2日,美軍太平洋總部司令布萊爾訪華。7月11日至15日,美國國防部長科恩訪華。10月11日至13 日,美國海軍部長丹齊克訪華。11月2日至5日,美國參謀長聯席會議主席謝爾頓訪華。
5月30日至6月3日,中美海上軍事安全磋商機制2000年度會晤在美國夏威夷和聖迭哥舉行。7月31日至8月5日,美國海軍太平洋艦隊司令法戈上將率“錢斯洛斯衛爾”號導彈巡洋艦訪問中國青島,中國北海艦隊參謀長呂芳秋少將率海軍“青島號”導彈驅逐艦, 補給艦“太倉號”于8月20日至10月12日回訪美國檀香山、西雅圖等港口,兩國軍艦實現了成功互訪。11月28日至12月2日,美國國防部副部長斯洛科姆來華進行了中美兩國國防部第四次防務磋商。