Enligt pakten, kallad AUKUS, kommer Australien att vara det andra landet som får tillgång till amerikansk teknik för att bygga kärnkraftsubåtar efter att Storbritannien fått det på 1950-talet. De tre nationerna sa att man skulle försöka leverera minst åtta fartyg.
Alliansen är ytterligare ett drag av USA:s president Joe Biden att markera mot Kina, som agerar allt mer aggressivt mot Taiwan och i Sydkinesiska havet.
Både Japan och Taiwan har uttryckt sig positiva till pakten.