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北美国际汽车展始于１９０７年，其前身是底特律汽车展，由底特律汽车经销商协会主办。首次底特律汽车展是在底特律市杰弗逊大街河滨公园贝勒啤酒园举办的，１７家厂商和３３辆汽车参加了展览。此后，该车展还曾在其他一些地点举办过。１９６５年，底特律汽车展移师位于底特律市区的科博会议展览中心举办，直至现在。
底特律汽车展自１９０７年以来每年举办一次，但由于战争本身以及战争对汽车工业的影响，该车展在１９４３年至１９５２年第二次世界大战期间及之后的几年里没有举办。虽然底特律汽车展到１９８９年才更名为北美国际汽车展，但国际汽车制造商首次参加这一车展却早在１９５７年。当时，美国３大汽车制造商通用、福特和克莱斯勒公司的产品以及沃尔沃、宝马ＩＳＥＴＴＡ、梅塞德斯－奔驰、捷豹和保时捷共同分享了展览大厅。
１９９３年，北美国际汽车展时事通讯正式开始出版发行。有关信息显示，２００５年１２月一期的时事通讯头版刊登的是中国吉利汽车公司将参加２００６年车展，成为首家参加这一车展的中国汽车厂商。
从１９９５年起，来自美国和加拿大的约５０位专业汽车记者组成独立评审团每年一次评选颁发北美年度轿车奖和卡车奖。他们从设计、安全、操作、创意和驾驶的舒适度以及性价比等方面对汽车进行评估。年度轿车奖和卡车奖均在北美国际汽车展的媒体参观日首日公布。
１９９７年，北美国际汽车展官方网站成立，当年即有６００多万访问者。
２００６年是北美国际汽车展作为国际车展的第１８个年头。如今，北美国际汽车展已成为世界上历史最长、规模最大的汽车展之一，与法兰克福、日内瓦、巴黎和东京国际汽车展齐名，同属国际顶级汽车展，是全球汽车工业的一个重要展示窗口。
