התכנון החל ב-1970 על בסיס לקחי מלחמת ששת הימים, ובאמצע שנות ה-70 של המאה ה-20 החלו לערוך ניסויים בשטח. ב-29 באוקטובר 1979 נכנס לשירות מבצעי הדגם הסדרתי הראשון - מרכבה סימן 1, שהספיק להילחם במלחמת לבנון הראשונה. ב-1982 נכנס לשירות דגם משופר - מרכבה סימן 2, ומיד אחריו מרכבה סימן 2ב. במהלך תקופת שירותם הופקו לקחים מבצעים וטכנולוגיים רבים שהביאו לקפיצת דרך משמעותית במרכבה סימן 3 שנכנס לשירות בראשית שנות ה-90 של המאה ה-20. בדגם זה הוחלף התותח המחורק בקליבר 105 מ"מ בתותח חלק-קדח מודרני בקליבר 120 מ"מ תוצרת תע"ש. במהלך שנות התשעים נכנסו לשימוש טכנולוגיות חדשות המבשרות את שדה הקרב העתידי, ורובן הוטמעו במרכבה סימן 3ב ב"ז (על שם מערכת בקרת האש: ברק זוהר). מאוחר יותר נוספו לדגמי סימן 2 וסימן 3 תוספות מיגון מודולריות שנקראו "מיגון דור ד'" או "קס"ג" ונועדו להגביר את עמידות הטנקים נגד טילי נ"ט של חזבאללה. במהלך שנות ה-90 והעשור הראשון של המאה ה-21 הוסבו כל טנקי סימן 3 בשירות סדיר לסימן 3 ב"ז.
לקראת סוף שנות ה-90 של המאה ה-20 והעשור הראשון של המאה ה-21 תוכנן הדור הרביעי של הטנק תוך התחשבות באיומי עימות נמוך עצימות ובניסיון של ישראל מהלחימה ברצועת הביטחון ובשטחי יש"ע, תוך דגש על הטמעת טכנולוגיות חדשות ומערכות דיגיטליות מתקדמות, בהן מערכות קשר, שליטה וניהול קרב דיגיטליות של פרויקט צי"ד, ועל כן המרכבה סימן 4 היא שיפור משמעותי לעומת הדור הקודם. בשנת 2004 החל להיכנס דור זה לשירות בצה"ל. בשנת 2009 הוחל בהתקנת מערכת ההגנה האקטיבית "מעיל רוח" על טנקי מרכבה סימן 4.
בעקבות אסון הנגמ"שים ב-2004 החליטו בצה"ל על ייצור נגמ"ש כבד המבוסס על תובת מרכבה סימן 4. אב-טיפוס המבוסס על סימן 1 נכנס לשירות ניסיוני בחטיבת גבעתי עוד ב-2005 אך גרסה מבצעית המבוססת על תובת סימן 4 נכנסה לשירות מבצעי רק בסוף שנת 2008. הנגמ"ש הכבד, שנקרא "נמ"ר" (נגמ"ש מרכבה), מצויד במערכת צי"ד, בעמדת נשק "קטלנית" ואמצעים נוספים.
תעשיות נשק לישראל.
תעשיות נשק לישראל (IWI) עוסקת בייצור נשק קל. החברה נוסדה בשנת 2005 עם הפרטתו של מפעל הנשק הקל "מגן" של תע"ש. בין מוצריה: רובי הסער בולפאפ תבור TAR-21, מיקרו-תבור X-95, תבור X-95 פלאט-טופ; רובי הסער הרגילים גליל, גליל ACE, כרמל וערד; רובי הצלפים "גליל-צלפים" ו-IWI DAN, מקלעי הנגב ונגב NG7, מטול רימונים GL40 ,והאקדחים יריחו 941 ומצדה.
תומר חברה ממשלתית.
תומר חברה ממשלתית בע"מ היא חברה ממשלתית שהוקמה בשנת 2015 במסגרת התוכנית להפרטת תעש מערכות, לשם ריכוז פעילויות של תעש מערכות שהממשלה רצתה להשאיר בשליטתה. באתר של רשות החברות הממשלתיות מתוארת מטרת החברה: "לעסוק בפעילות הנעה כבדה וכן בפעילות סלבין, על כל היבטיהן, לרבות פיתוח ייצור, בדיקה, ניסוי, הוכחה, אחזקה ותחזוקה." החברה החלה לפעול בהיקף מלא בנובמבר 2018, עם השלמת המכירה של תעש מערכות לאלביט מערכות. עם תחילת פעילותה הועסקו בחברה כ-500 עובדים.
גופים ממשלתיים וצבאיים.
במערכת הביטחון בישראל ישנם מספר גופים האחראים על פיתוח ואחזקת אמצעי לחימה:
אמצעי לחימה מתוצרת ישראל.
טילים ורקטות.
טילי אוויר-אוויר, אוויר-קרקע וקרקע-אוויר.
פיתוח וייצור של טילי אוויר-אוויר נעשה בישראל על ידי רפאל - מערכות לחימה מתקדמות. בשנות ה-50 העביר חיל האוויר הישראלי למערכת הביטחון הישראלית דרישה ומאפיינים לייצור עצמי של טיל אוויר-אוויר. זאת כחלק מהמדיניות שנהגה אז ונועדה לקדם את תעשיית הנשק הישראלית ולהפחית את תלות הצבא ביבוא (ישראל הייתה אז עדיין תחת אמברגו אמריקאי, ושנים לאחר מכן התחלף זה באמברגו צרפתי). הרשות לפיתוח אמצעי לחימה (רפא"ל) נרתמה לפיתוח הטיל בשנת 1959, תחת השם "שפריר". במסגרת זו פותחו הטילים שפריר 1 (1959), ושפריר 2 (1969). הדגם השלישי כונה פיתון 3 (1978), ואחריו פותח פיתון 4 (1993). הגרסה האחרונה - פיתון 5 - נכנסה לשירות בשנת 2005. הטילים בסדרה זו הם בעלי ראש ביות תת-אדום.
טיל אוויר-אוויר נוסף מתוצרת "רפאל" הוא דרבי - טיל אוויר-אוויר לטווח בינוני. בשנת 1991 נכנס הטיל לשירות מבצעי בחילות אוויר זרים. טיל זה הוא בעל ביות מכ"ם אקטיבי.
משני טילי אוויר-אוויר אלה ("פיתון 5" ו"דרבי") נגזרו שתי מערכות טילי קרקע-אוויר ניידות הקרויות SPYDER.
פופאי הוא טיל אוויר-קרקע כבד שפותח על ידי "רפאל". הטיל נמצא בשירות חיל האוויר הישראלי ובמספר חילות אוויר זרים, כולל חיל האוויר האמריקני. הקונספט של "פופאי" ("חמודון"), טיל אוויר-קרקע מדויק מונחה טלוויזיה לטווחים ארוכים, הוגדר ברפאל עוד ב-1964 על ידי ד"ר צבי מאירי שעמד בראש הפרויקט עד 1975. בשנת 1969, בעיצומה של מלחמת ההתשה הופלו ביום אחד ארבעה מטוסי חיל האוויר, ומפקד החיל ביקש מרפאל לזרז פיתוח טיל מונחה טלוויזיה, שיפגע בסוללות הנ"מ בירי מרחוק. בינואר 1972 הסתיים שלב הקדם-תכנון, כשהתברר שהמשך הפיתוח ייקח זמן ממושך ומשאבים רבים, החל פיתוחו של פתרון ביניים זול יותר, "תדמית", פצצה גולשת מנגד, עם ראש ביות טלוויזיוני פשוט יותר, נגזרת של "חמודון". בנובמבר 1974 סופקו ראשוני טילי ה"תדמית" המבצעיים לחיל האוויר. ל"תדמית" היה חלק מכריע בהשמדת מערך הנ"מ הסורי במלחמת לבנון הראשונה. כשחודשה העבודה ב"חמודון" עמד בראש הפרויקט ד"ר אהרון גיל, ואחריו, החל ב-1979 ועד לסיום הפרויקט ב-1985 עמד בראשו ד"ר יוסף לוין. מפתחי "תדמית" זכו בפרס ביטחון ישראל לשנת 1975 ומפתחי "חמודון" זכו בפרס ב-1986. הטיל מותאם לשימוש על ידי מגוון מטוסים, החל ממפציצים כבדים ועד מטוסי קרב טקטיים. מאז כניסתו לשימוש עבר הטיל שיפורים רבים שנועדו להגדיל את אמינותו ולהקטין את עלותו.
דלילה הוא טיל שיוט מונחה אוויר-קרקע וקרקע-קרקע לטווח ארוך מתוצרת התעשייה הצבאית. הטיל פותח תחת מעטה סודיות החל מסוף שנות ה-70 של המאה ה-20 והוצג באמצע שנות ה-80 תוך הטעיה מכוונת ככלי טיס בלתי מאויש (כטב"ם) ליצירת מטרת דמה למערכות נגד מטוסים (נ"מ). בשנת 2009 מציגה אותו התעשייה הצבאית כטיל תגובה מהירה אלקטרו-אופטי לטווח רחוק להשמדת מטרות איכות ניידות, כגון טילי נ"מ ומערכות נ"מ אחרות.
טילים נגד טילים.
ישראל נחשפה לאיום גובר של רקטות וטילים, שהחל בירי קטיושות ב-1968, נמשך בירי טילים בליסטיים במלחמת המפרץ, והתגבר במלחמת לבנון השנייה. איום זה הביא לפיתוחן של מערכות הגנה אחדות, שמטרתן לספק הגנה רב-שכבתית מפני האיום.
בשנת 1985 החלה התעשייה האווירית בפיתוח, במימון אמריקני, של חץ - טיל נגד טילים בליסטיים. מערכת חץ 2 ליירוט טילים בליסטיים, הכוללת מערכת שו"ב "אתרוג זהוב", מכ"ם "אורן ירוק" (ומאוחר יותר מכ"ם משופר "אורן אדיר") ומשגר טילים, היא המערכת המבצעית היחידה בעולם כיום בעלת יכולות ליירט טילים בליסטיים.
ב-2009 החלה ישראל בפיתוח חץ 3, טיל נגד טילים מעבר לאטמוספירה שנועד ליירט טילים בליסטיים בגובה רב. ב-25 בפברואר 2013 נעשה ניסוי שיגור מוצלח של חץ 3 וב-2017 החלה קליטתו במערך ההגנה האווירית של צה"ל.
באמצע העשור הראשון של המאה ה-21 החל ברפאל פיתוח של כיפת ברזל - מערכת ליירוט רקטות קצרות טווח. חלק ניכר מהמימון לפיתוח המערכת וייצורה ניתן על ידי ארצות הברית. בשנת 2011 הפכה המערכת למבצעית, וזכתה להצלחה רבה ביירוט רקטות שנורו מרצועת עזה בעימותים שהתרחשו מאז.
ב-2016 הסתיים פיתוחה של קלע דוד (ידועה גם בשם שרביט קסמים), מערכת ליירוט רקטות לטווח בינוני, והחלה קליטתה במערך ההגנה האווירית של צה"ל. באותה שנה הציגה רפאל גם מערכת הגנה אווירית מפני רחפנים.
נמשך פיתוחה ברפאל של קרן ברזל, מערכת הגנה אקטיבית מבוססת על קרני לייזר להגנה מפני רקטות ומרגמות בטווחים קצרים וכלי טיס לרבות גלשני-אוויר וכלי טיס בלתי מאוישים.
בנפרד מהמערכות הללו החל בתחילת שנות ה-90 של המאה ה-20 פיתוחה של מערכת ברק להגנה מפני טילים נגד ספינות. המערכת היא פרי פיתוח משותף של רפאל והתעשייה האווירית לישראל. במהלך השנים פותחו ויוצרו דורות אחדים של המערכת, בהם ברק 1 וברק 8. המערכת מותקנת על ספינות הטילים (סטי"לים) של חיל הים הישראלי, ונמכרה לחילות הים של הודו וסינגפור.
מערכות הגנה אקטיביות.
בנוסף למערכות הטילים נגד טילים, המיועדות להגנת מטרות קרקעיות נייחות פותחו בישראל מערכות הגנה אקטיביות להגנה על מטרות ניידות.
מטוסים.
התעשייה האווירית לישראל הוקמה בשנת 1953, ובשנותיה הראשונות עסקה בתחזוקה של מטוסים. במהלך שנותיה עסקה התעשייה האווירית במיזמים אחדים של ייצור והרכבה של מטוסים, מרביתם עבור חיל האוויר הישראלי, וחלקם לחילות אוויר נוספים ולגורמים אזרחיים. במיזמים אלה:
בנוסף עסקה התעשייה האווירית גם בייצור מטוסים לתעופה אזרחית, ובהם מטוס המנהלים וסטווינד.
יצרן נוסף בתחום זה היא חברת סאיקלון, חברה בת של אלביט מערכות העוסקת בייצור חלקי מבנה למטוסים.
בחיל האוויר הישראלי פועלת יחידת האחזקה האווירית 22 שבנוסף לפעולות תחזוקה של מטוסים עוסקת בייצור חלקי חילוף לכלי הטיס ולמערכות, וכן בהשבחה ובהארכת חיים של מטוסים. בין השאר השביחה היחידה את מטוס הפנטום (פרויקט קורנס 2000), מסוק היסעור (פרויקט יסעור 2000) ומטוס הבז (פרויקט בז משופר).
כלי טיס בלתי מאוישים.
מאז שנות ה-70 של המאה ה-20 נחשבת מדינת ישראל כמובילה עולמית בתחום כלי הטיס הבלתי מאוישים. ב-2013 הייתה ישראל יצואנית הכטב"מים הגדולה בעולם, עם מכירות של כ-4.62 מיליארד דולר בשמונה השנים האחרונות. צה"ל עושה שימוש נרחב בכטב"מים, בהם החל להשתמש מאז 1969.
בישראל פועלים יצרנים אחדים של כטב"מים, שהעיקריים שבהם: