Главным объектом МАП была научно-исследовательская лаборатория в Лос-Аламосе. Там разрабатывалась конструкция атомной бомбы и технология ее изготовления. Возглавлял лабораторию талантливый ученый Роберт Оппенгеймер. Кроме того, в научных исследованиях принимали участие такие научные звезды первой величины, как Альберт Эйнштейн, Лео Сциллард, Нильс Бор, Энрико Ферми, Клаус Фукс и другие ученые. В этом отношении США очень повезло, поскольку здесь в конце 30-х гг. оказались многие специалисты в области ядерной физики, бежавшие от преследований фашистских режимов в Европе. Численность сотрудников лаборатории и обслуживающего персонала составляла 45 тысяч человек, а в отдельных случаях лаборатория сотрудничала с рядом американских университетов, которые выполняли специальные задания МАП.
Позднее в составе МАП создается группа военных операций, на нее возлагается организация испытаний атомной бомбы и разработка оперативных планов первого применения атомных бомб. Кроме того, по настоянию генерала Гровса в составе МАП формируется собственная служба безопасности численностью 435 человек, возглавляемая Б. Пашем, сыном митрополита русской православной церкви в США, известным своими антисоветскими взглядами.
Служба безопасности МАП стала полностью автономной и действовала независимо от ФБР и военной контрразведки, которые также занимались контрразведывательным обслуживанием атомного проекта. Для обеспечения режима секретности МАП были приняты беспрецедентные меры. Для въезда в район Лос-Аламоса требовалось специальное разрешение, а всем проживающим там, как работающим, так и членам их семей, разрешалось выезжать с территории раз в месяц — в последнее воскресенье. Вся входящая и исходящая почтовая корреспонденция подлежала цензуре, а опускать письма за пределами Лос-Аламоса категорически запрещалось. Все жители города были обязаны сообщать администрации обо всех своих знакомых и всех контактах во время отпуска, а также о тех, кто вел с ними разговоры о МАП или пытался узнать их адрес. Более того, для всей остальной Америки Лос-Аламос вообще не существовал в природе. Так, его жители могли сколько угодно нарушать правила дорожного движения, поскольку извещения о штрафах немедленно уничтожались службой безопасности, а в их водительских правах вместо фамилии ставился только номер и имя владельца машины.
Главной целью принятых мер безопасности являлось сохранение в тайне конечной цели МАП. Из всего личного состава, занятого в проекте, лишь около 10 человек были в курсе поставленных задач и всего объема выполняемых работ. Даже госдепартамент до начала Ялтинской конференции не знал о МАП. А Г. Трумэна, хотя он занимал должность вице-президента США, не информировали о том, сколько средств тратится на МАП. Всю переписку между объектами МАП свели к минимуму и закодировали. Например, текст сообщения генералу Гровсу о пуске 2 декабря 1942 г. ядерного реактора в Чикаго выглядел следующим образом: