Cục Dự trữ Liên bang Mỹ (Fed - Federal Reseve System) bắt đầu thực hiện nghiệp vụ thị trường mở từ cuối những năm 1920. Khi đó, nghiệp vụ thị trường mở được sử dụng như một công cụ hỗ trợ thực hiện cho vay chiết khấu của Fed. Từ đó đến nay nghiệp vụ thị trường mở được coi là công cụ chủ yếu của chính sách tiền tệ linh hoạt, có hiệu quả và quan trọng nhất của Cục dự trữ liên bang Mỹ. Hoạt động nghiệp vụ thị trường mở của Fed có tính chất quyết định đến sự thay đổi dự trữ của hệ thống ngân hàng và lãi suất thị
trường. Để điều hành hoạt động thị trường Fed đã thành lập Ủy ban nghiệp vụ thị trường mở (FOMC). Theo định kỳ, khoảng 6 tuần/lần (khoảng 8 lần trong năm), Uỷ ban nghiệp vụ thị trường mở họp bàn phân tích các diễn biến kinh tế - tiền tệ và các yếu tố ảnh hưởng đến diễn biến tiền tệ để đưa ra các quyết định mục tiêu về mức độ tăng trường M1, M2, lãi suất liên ngân hàng định hướng, lãi suất chiết khấu, từ đó quyết định khối lượng giấy tờ có giá giao dịch trên thị trường mở, phương thức giao dịch và thời hạn giao dịch.
Về công cụ giao dịch trên thị trường mở, Cục dự trữ liên bang Mỹ thường lựa chọn những chứng khoán có tính thanh khoản và độ an toàn cao làm công cụ thực hiện nghiệp vụ thị trường mở nhằm đạt được mục tiêu điều tiết vốn khả dụng của hệ thống ngân hàng một cách có hiệu quả nhất. Tín phiếu kho bạc là công cụ chủ yếu được sử dụng trong các giao dịch nghiệp vụ thị trường mở do có khối lượng giao dịch trên thị trường lớn, có tính thanh khoản và độ an toàn cao nhất. Thời hạn của các chứng khoán Chính phủ Mỹ được giao dịch trên thị trường khá đa dạng, từ dưới 1 năm đến trên 10 năm. Như vậy, đối với trường hợp của Cục dự trữ liên bang Mỹ, các giấy tờ có giá dài hạn cũng được sử dụng trong các giao dịch nghiệp vụ thị trường mở. Các giấy tờ có giá này được sử dụng chủ yếu trong các giao dịch mua bán có kỳ hạn nên về thực chất các giấy tờ có giá là vật đảm bảo cho các giao dịch này và thời hạn giao dịch tuỳ thuộc vào mục tiêu điều chỉnh vốn khả dụng của các ngân hàng với thời gian ngắn hay dài. Đối tác giao dịch chủ yếu của Cục dự trữ liên bang Mỹ trong các giao dịch nghiệp vụ thị trường mở là các ngân hàng. Tuy nhiên, hầu hết các giao dịch nghiệp vụ thị trường mở thực hiện thông qua các nhà giao dịch chứng khoán Chính phủ chuyên nghiệp (primary dealers).
Tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà Cục dự trữ liên bang áp dụng hình thức mua bán hẳn hoặc mua bán có kỳ hạn. Các giao dịch này thường được thực hiện thông qua đấu thầu lãi suất. Đối với giao dịch mua bán hẳn thường
được sử dụng khi việc dự báo các nhân tố ảnh hưởng đến mức dự trữ của các ngân hàng thương mại như khối lượng tiền lưu hành ngoài ngân hàng, khả năng chi tiêu của Chính phủ.. Điều đó chứng tỏ rằng mức dự trữ cần được tiếp tục điều chỉnh trong một thời gian dài.
Khi cần tiếp tục tăng dự trữ, bên cạnh việc mua bán hẳn, Cục Dự trữ liên bang có thể sử dụng thêm hình thức cho trả trước hạn các tín phiếu. Thực chất cả hai hình thức mua hẳn hoặc thanh toán trước thời hạn các tín phiếu luôn có tác động giống nhau, đó chính là đều làm tăng dự trữ của các Ngân hàng và có ảnh hưởng trong một thời gian dài. Thông qua nghiệp vụ thị trường mở, Cục dự trữ liên bang Mỹ thực hiện việc mua - bán GTCG để làm thay đổi mức dự trữ của các NHTM. Bên cạnh hình thức nghiệp vụ thị trường mở, Cục dự trữ liên bang còn sử dụng thêm các công cụ khác nhằm bơm thêm vốn khả dụng với thời hạn dài hơn, đồng thời cũng hạn chế những biến động mạnh của thị trường và tránh những bất ổn tiềm ẩn do thay đổi các điều kiện của thị trường. Hiện nay, Fed kết hợp sử dụng ba công cụ chính sách tiền tệ gồm: Nghiệp vụ thị trường mở; lãi suất tái chiết khấu; dự trữ bắt buộc.
FOMC là một tổ chức độc lập trong hệ thống các tổ chức của Fed, chịu trách nhiệm hoạch định chính sách, chỉ đạo thị trường mở nhằm thực thi CSTT trong việc kiểm soát lượng tiền cung ứng.
Mục tiêu thị trường mở của Fed mỗi giai đoạn có sự khác biệt. Trong những năm 1980, FOMC thực hiện thị trường mở với trọng tâm từng bước điều chỉnh nhằm hướng đến việc duy trì mức lãi suất ổn định. Bắt đầu từ năm 1994, FOMC công bố thay đổi mục tiêu và từ năm 1995, FOMC thực hiện thị trường mở với mục tiêu xác lập mức lãi suất cụ thể. Từ năm 2000, những điều chỉnh sau mỗi phiên họp của FOMC nhằm giảm những rủi ro có thể tác động đến mục tiêu mang tính dài hạn và mức tăng trưởng kinh tế Mỹ. Đặc biệt, khi nền kinh tế có những chao đảo, thị trường mở càng phát huy được vai trò điều
tiết tiền tệ. Đứng trước những biến động khủng hoảng kinh tế khởi nguồn từ sự bất ổn định của thị trường bất động sản năm 2007 đến 2008, Fed đã tiến hành biện pháp nhằm tăng tính thanh khoản của thị trường tín dụng bằng cách thông qua thị trường mở mua các loại trái phiếu Chính phủ. Đồng thời, kết hợp với các biện pháp khác như đấu thầu cho vay kỳ hạn (TAF - term auction facility) áp dụng từ năm 2007, quy định cho phép các trung gian tài chính nhận tiền gửi đủ điều kiện được quyền tham gia đầu thấu vay tiền từ Fed với lịch trình 2 lần/ tuần, lãi suất dự thầu tối thiểu, giá trị dự thầu tối thiểu và tối đa, quy mô của mỗi đợt đầu thầu với kỳ hạn vay là 28 ngày. Công cụ này có nhiều nét tương đồng như cửa số chiết khấu nhưng đi vào bản chất có điểm khác biệt vì khi tham gia, các thành viên được chủ động xác định số tiền muốn vay theo mức lãi suất mà họ sẵn sàng trả trong khi thông qua cửa số chiết khấu các thành viên phải vay theo lãi suất mà Fed ấn định.