46 von 81 Abgeordneten stimmten für die Mitgliedschaft in dem Militärbündnis. Die Opposition, die vor dem Parlament gegen den Beitritt demonstrierte, blieb der Abstimmung fern.
Regierungschef Dusko Markovic sagte, die Nato sei ebenso wie die EU zum Garant für Frieden und Stabilität geworden und zugleich die Basis für wirtschaftliche und gesellschaftliche Prosperität.
Montenegro, das nur 620.000 Einwohner zählt, verhandelt auch mit Brüssel über einen EU-Beitritt.
dpa/mh