Υπάρχουν πολλά διαφορετικά συστήματα αυτοκινητοδρόμων που χρησιμοποιούνται στις Ηνωμένες Πολιτείες, συμπεριλαμβανομένων των ομοσπονδιακών ελεγχόμενων διακρατικών, των παλαιότερων αυτοκινητοδρόμων των ΗΠΑ και των αυτοκινητοδρόμων μεμονωμένων πολιτειών. Κάθε σύστημα χρησιμοποιεί τη δική του μέθοδο για να δημιουργήσει αριθμούς αυτοκινητοδρόμων, αν και συνήθως υπάρχει μια μέθοδος για την τρέλα. Οι αριθμοί αυτοκινητοδρόμων προορίζονται να βοηθήσουν την πλοήγηση αφαιρώντας την ασάφεια των ονομάτων των οδών που θα μπορούσαν να αλλάξουν από πολιτεία σε πολιτεία. Εάν ένας οδηγός κατανοούσε πώς εκχωρούνται αυτοί οι αριθμοί, θα γνώριζε τη γενική κατεύθυνση ενός άγνωστου αυτοκινητόδρομου και τη γενική περιοχή της χώρας από την οποία διέσχιζε.
Πριν από το έτος 1925, υπήρχαν πολύ λίγοι, εάν υπήρχαν επίσημοι αριθμοί αυτοκινητοδρόμων. Μεμονωμένοι δρόμοι ή μονοπάτια θα συνδυάζονταν για να σχηματίσουν διακρατικές διαδρομές με ονόματα όπως η εθνική οδός Λίνκολν ή ο αυτοκινητόδρομος της Ντίξι. Αυτά τα μονοπάτια οδήγησης ολοκληρώθηκαν με ενώσεις αφιερωμένες στη διατήρηση και την προώθησή τους, αν και ορισμένες από αυτές τις ενώσεις δημιουργήθηκαν για πιο εμπορικούς λόγους. Οι οδηγοί που επιδιώκουν να οδηγήσουν σε όλη τη χώρα σε ένα από αυτά τα μονοπάτια συχνά μπερδεύονταν κάθε φορά που πολλές διαφορετικές διαδρομές επικαλύπτονταν ή χρησιμοποιούσαν τους ίδιους δρόμους. Η χρήση ονομάτων για τον προσδιορισμό των διακρατικών αυτοκινητοδρόμων σύντομα έγινε πολύ προβληματική για τον γενικό τουρισμό. Το 1925, πραγματοποιήθηκαν συναντήσεις για την εφαρμογή ενός νέου σχεδίου ομοιόμορφων αριθμών αυτοκινητοδρόμων στη θέση διφορούμενων ονομάτων μονοπατιών.
Οι αριθμοί αυτοκινητοδρόμων των ΗΠΑ εκχωρούνται σύμφωνα με την κατεύθυνση και τον σκοπό. Οι διαδρομές ανατολικά/δυτικά έχουν ζυγούς αριθμούς, ενώ στις διαδρομές βορρά/νότου δίνονται μονοί αριθμοί. Οι χαμηλότεροι αριθμοί ξεκινούν στα βόρεια σύνορα κοντά στον Καναδά και την ανατολική ακτή του Μέιν. Επομένως, η εθνική οδός 1 των ΗΠΑ είναι μια διαδρομή βορρά/νότου που προέρχεται από το Μέιν και η εθνική οδός 2 των ΗΠΑ είναι μια διαδρομή ανατολής/δύσης που παρακάμπτει τα σύνορα με τον Καναδά. Οι αριθμοί για το σύστημα αυτοκινητοδρόμων των ΗΠΑ συνεχίζονται με διαδοχική σειρά, με τους αριθμούς να αυξάνονται καθώς πλησιάζουν τη δυτική ακτή και τον Κόλπο του Μεξικού.
Οι τριψήφιοι αριθμοί αυτοκινητοδρόμων συχνά υποδηλώνουν σπιρούνια ή διακλαδώσεις από μια κύρια διακρατική διαδρομή. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η περιοχή του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο. Η κύρια διαδρομή ανατολής/δύσης μέσω της περιοχής είναι I-80, αλλά οι παραφυάδες αυτού του αυτοκινητόδρομου περιλαμβάνουν I-280, I-580, I-680, I-880 και I-980. Μια εκτροπή γύρω από μια μεγάλη πόλη μπορεί να έχει έναν αριθμό “2” πριν από το όνομα του κύριου διακρατικού. Το I-275, για παράδειγμα, είναι ένα κυκλικό διακρατικό σπιρούνι που παρακάμπτει το Σινσινάτι του Οχάιο και συνδέεται και στα δύο άκρα με το I-75. Επιπλέον, οι αυτοκινητόδρομοι μπορούν να αριθμούνται σύμφωνα με τους δρόμους που συνδέουν. Το I-805 στο Σαν Ντιέγκο συνδέει στην πραγματικότητα την ανατολή/δυτική διαδρομή I-8 με τη διαδρομή βορρά/νότου I-5 αρκετά μίλια ανατολικά από το σημείο όπου τέμνονται οι δύο αυτοκινητόδρομοι.
Όλοι οι αριθμοί αυτοκινητοδρόμων υπάγονται στην αιγίδα της Αμερικανικής Ένωσης Κρατικών Υπαλλήλων Αυτοκινητοδρόμων και Μεταφορών (AASHTO), της οργάνωσης που ενέκρινε τους πρώτους αριθμούς αυτοκινητοδρόμων το 1925. Η AASHTO συνεργάζεται με άλλες κυβερνητικές υπηρεσίες για να ορίσει νέους αριθμούς σύμφωνα με το σύστημά τους. Τα μεμονωμένα κράτη μπορούν επίσης να δημιουργήσουν αριθμούς για νέους δρόμους που κατασκευάζονται εντός των συνόρων τους και δεν είναι πάντα υποχρεωμένοι να αποδέχονται τους αριθμούς που υιοθετούν οι γειτονικές πολιτείες. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε κάποια σύγχυση για τους οδηγούς, καθώς ένας αριθμημένος κρατικός αυτοκινητόδρομος μπορεί να γίνει ένας εντελώς διαφορετικός αριθμημένος αυτοκινητόδρομος στην επόμενη πολιτεία. Ενοποιώντας αυτούς τους δρόμους κάτω από ένα ενιαίο πανό των ΗΠΑ, το AASHTO ελπίζει να εξαλείψει μεγάλο μέρος της σύγχυσης.