Under de senaste veckorna har Nordkorea genomfört ett vätebombtest och upprepade gånger testavfyrade missiler.
Barack Obama träffade Kinas president Xi Jinping vid sidan av ett kärnvapentoppmöte i Washington på torsdag.
Men flera timmar senare, Sydkoreas Yonhap nyhetsbyrå sa att norr verkade ha testat en annan missil.
Det senaste testet visade vad som tycktes vara ett ballistiskt missilland utanför Koreahalvöns östkust, rapporterade Yonhap.
Barack Obama sade att han och Xi försökte enas om "hur vi kan avskräcka från åtgärder som kärnvapentester som trappar upp spänningarna och bryter mot internationella åtaganden".
Xi, som citerades av Kinas statliga nyhetsbyrå Xinhua, sade att det var kritiskt att alla parter "fullständigt och strikt" genomförde nyligen överenskomna sanktioner. Kina är Nordkoreas närmaste allierade och största handelspartner.
Zheng Zeguang, Kinas biträdande utrikesminister, sade att presidenterna hade en "en uppriktig och djupgående diskussion om en mängd olika frågor... och nådde ett viktigt samförstånd". Han kallade mötet "positivt, konstruktivt och fruktbart".
Nordkoreas kärnvapenprov den 6 januari och en satellituppskjutning den 7 februari var brott mot befintliga FN-sanktioner.
Sedan dess har FN och Washington antagit ytterligare sanktioner mot Pyongyang. FN:s åtgärder utarbetades med stöd av Kina och enligt uppgift efter två månaders förhandlingar mellan Peking och Washington.
Tidigare FN-sanktioner som infördes efter nordkoreanska tester 2006, 2009 och 2013 gjorde inte mycket för att skingra sina kärnvapenambitioner.
En stor del av bördan med att se till att sanktionerna genomförs faller på Kina.
Enligt de nya åtgärderna måste alla nordkoreanska fartyg som anländer till Kina inspekteras för smuggelgods och importen stoppas om det finns bevis för att vinsterna från dessa utbyten går till Nords kärnkraftsprogram.
Washington har länge pressat Peking att sätta större press på Nordkorea. I ett uttalande från Vita huset i februari sades det att Kinas "unika inflytande över den nordkoreanska regimen" gav den möjlighet att göra det.
Kinas utrikesdepartement förra veckan sade att det var angeläget att driva på för bredare samtal om Nordkorea, med ett antal regionala makter, under mötet med Barack Obama. Det fanns ingen bekräftelse på att nya samtal hade nåtts på torsdag.
Barack Obama lovade också att nära arbeta med samma fråga med sina allierade Sydkorea och Japan efter att ha träffat sina ledare på torsdag.
"Vi är enade i våra ansträngningar att avskräcka och försvara mot nordkoreanska provokationer", sade han.
Kina och USA kommer att samarbeta för att försöka förhindra ytterligare missiltester av Nordkorea, säger USA:s president Barack Obama.