Roboten avfyrades strax före klockan tre nära staden Banghyon intill gränsen mot Kina.
Enligt en amerikansk missilforskare, som citeras av Reuters, rör det sig om en missil av ballistisk typ som endast kan kontrolleras en kortare sträcka, men har kapacitet att nå den amerikanska delstaten Alaska.
LÄS MER: Se SVT:s unika bilder från Nordkorea
Det japanska tv-bolaget NHK, som citerar det japanska försvarsdepartementet, säger att roboten kan ha landat i ett område i havet som räknas som japansk ekonomisk zon.
En talesperson för försvarsdepartementet säger att det handlar om ett område som sträcker sig 200 sjömil, motsvarande 37 mil, från Japans kust.
”Färdades långt”
LÄS MER: Så långt når deras robotar
Roboten ska ha färdats i över 40 minuter och 930 kilometer, vilket är ovanligt lång tid, säger den japanska regeringens talesperson Yoshihide Suga.
– Uppskjutningen tolereras inte och Japan protesterar kraftigt mot Nordkorea och fördömer agerandet, säger han vid en pressträff.
Sydkoreas president Moon Jae-In har sammankallat landets nationella säkerhetsråd efter beskedet att Nordkorea skjutit upp ännu en robot.
Kina å sin sida manar till lugn och återhållsamhet. Talespersonen Geng Shuang säger på en pressträff att Kina motsätter sig att Nordkorea går emot reglerna från FN:s säkerhetsråd, rapporterar Reuters.