La DAS est répartie en quatre sous-directions, chacune axée sur une région du monde ou une thématique de défense. Le directeur en charge des affaires stratégiques est par ailleurs entouré d'un directeur adjoint et de quatre adjoints au directeur qui supervisent les grands dossiers transverses. Il est également appuyé d'un directeur de projet, responsable du programme 144, ainsi que d'un adjoint à la stratégie et au pilotage.

Les sous-directions et leurs missions
Un arrêté du 17 décembre 1992, modifié par l'arrêté du 25 août 2000 , organise la DAS principalement en quatre sous-directions.
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La sous-direction des questions euro-atlantiques [SDE]
La sous-direction des questions euro-atlantiques suit l'ensemble des enjeux bilatéraux et multilatéraux intéressant l'architecture européenne et transatlantique de sécurité, la gestion des crises et le maintien de la paix.Elle apprécie l'évolution de la réflexion et des choix stratégiques à l'Union Européenne et à l'OTAN ainsi que dans les pays membres de l'Union Européenne et de l'Alliance atlantique. Elle est chargée du suivi des négociations bilatérales et multilatérales pour ce qui concerne la politique européenne de sécurité et de défense, l'Alliance atlantique, les Nations Unies. Elle participe au développement des relations bilatérales en matière de défense avec les pays de la zone euratlantique.
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La sous-direction des questions régionales [SDQR]
La sous-direction des questions régionales est chargée des évaluations stratégiques et des études d'anticipation et de prospectives concernant toutes les zones géographiques autres que l'Europe occidentale et l'Amérique du Nord. Elle assure l'information du Ministre, prépare ses entretiens bilatéraux et ses participations aux réunions internationales pour son domaine de compétence. Elle suit les questions de coopération qui engagent ou associent les pays de ces régions et élabore, en liaison constante avec les autres organes du ministère, les contributions de celui-ci au dialogue interministériel pour la définition des positions françaises. Elle participe aux processus de préparation des CIEEMG (commission interministérielle d'étude pour les exportations des matériels de guerre) pour les pays relevant de sa compétence.
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La sous-direction du contrôle et de la prolifération [SDPC]
La sous-direction traite des questions relatives à la prospective générale, aux concepts de défense, à la planification, à l'analyse capacitaire et à la programmation. Elle analyse les conséquences des processus de réforme des outils de défense nationaux, européens et américain, de la construction européenne de défense et des enseignements des crises. Elle est chargée des questions nucléaires et spatiales, de l'étude de l'impact des nouvelles technologies sur la défense, des questions de contrôle des armements et de lutte contre la prolifération des armes de destruction massive, ainsi que de l'économie et de l'industrie de défense.
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La sous-direction politique et prospective de défense [SDPPD]
La sous-direction politique et prospective de défense participe aux travaux de définition et de mise en oeuvre de la politique de défense, aux travaux capacitaires et technologiques en liaison avec l'EMA/DCE et la DGA et assure la cohérence de la prospective au sein du ministère et coordonne la position et la représentation du ministère dans les échanges interministériels et internatioanux dans ce domaine. Elle actualise l'évolution du contexte géostratégique et les risques et menaces associés en contribuant aux travaux d'élaboration des grandes orientations stratégiques et capacitaires.