Utan att utvecklas sade Michael Flynn till Vita husets reportrar: "Från och med idag gör vi officiellt Iran uppmärksamt."
Washington förklarade tidigare att testet var "absolut oacceptabelt".
Iran bekräftade i onsdags att det hade testat en missil under helgen, men förnekade brott mot FN:s säkerhetsråds resolution.
Iran förnekar missiltest som överträtt FN:s resolution
Tillerson bekräftad som USA:s toppdiplomat
Flynn lade inte fram några ytterligare detaljer om vilka åtgärder Förenta staterna planerar som svar på testet, som Pentagons tjänstemän säger misslyckades när de återinträdde i jordens atmosfär.
Uppskjutningen föranledde USA att anklaga Iran för att bryta mot FN:s resolution 2231, som "uppmanar" Iran att inte "inta någon verksamhet i samband med ballistiska robotar som utformats för att kunna leverera kärnvapen".
Som en del av sina slutliga förhandlingar om 2015 års kärnvapenavtal med sex världsmakter gick Teheran med på en åttaårig förlängning av FN:s förbud mot utveckling av ballistiska robotar.
Under den dagliga presskonferensen i Vita huset anklagade Flynn inte Teheran för att ha brutit mot detta kärnvapenavtal.
Men den nationella säkerhetsrådgivaren beskrev Obama-affären som "svag och ineffektiv".
"I stället för att vara tacksam mot USA för dessa avtal, Iran känner nu mod," sade han.
Han sade att " Obama-administrationen inte svarade tillräckligt på Teherans illvilliga åtgärder - inklusive vapenöverföringar, stöd för terrorism och andra brott mot internationella normer".
Han påpekade också att en attack mot ett saudiskt örlogsfartyg av iranskt understödda Houthi militanter nyligen var ett bevis på "Irans destabiliserande beteende i Mellanöstern".
Under Trumps kampanj för president angrep han ofta kärnvapenpakten med Iran och lovade att "demantera det katastrofala avtalet".
I december 2016 Irans president Hassan Rouhani berättade en publik vid universitetet i Teheran att han inte skulle tillåta Mr Trump att "rippa upp" affären, Reuters nyhetsbyrå rapporterade.
På onsdag stod Irans försvarsminister Hossein Dehghan vid deras missiltest.
"Vi har tidigare meddelat att vi kommer att genomföra de program som vi har planerat för produktion av försvarsutrustning avsedd för våra nationella intressen och mål", citerade iranska medier honom som sagt.
"Ingen kan påverka vårt beslut. Vi kommer inte att tillåta utlänningar att blanda sig i våra försvarsfrågor."
USA:s president Donald Trumps nationella säkerhetsrådgivare har anklagat Irans regering för "maliska handlingar" efter ett missiltest.