Den sydkoreanska nyhetsbyrån Yonhap rapporterade tidig natt, svensk tid, om det misstänkta testet. Och strax därpå försvarade grannen i norr det.
Landets FN-ambassadör Kim Song sade i FN:s generalförsamling att "givet den fientliga omgivningen kan ingen förneka vår rätt att försvara oss och testa vapen".
– Vi bygger bara ut vårt nationella försvar för att kunna försvara oss och skydda säkerheten och freden i vårt land, fortsatte han.
Det är inte känt vilken sorts robotar som testades.
Ballistiska robotar förbjudna
Efter att inte ha utfört några robottester sedan mars genomförde Nordkorea tidigare i september två tester av robotar. Enligt sydkoreansk militär gällde det vid ett tillfälle ballistiska robotar – vapen landet har förbjudits av FN:s säkerhetsråd att utföra tester med.
Nordkorea står under stränga sanktioner från FN och USA med anledning av landets atomvapen- och robotprogram. Men landet har inte visat några tecken på att ge upp sina tester och har den senaste månaden spänt musklerna.
Förra veckan sade diktatorn Kim Jong-Uns syster Kim Yo-Jong att Sydkorea måste sluta agera fientligt mot sin granne i norr för att ett fredsavtal ska komma på tal. På måndagen skrev den statliga nyhetsbyrån KCNA att USA är "den mest avskyvärda människorättsförbrytaren i världen".
Kräver att USA drar sig undan
FN-ambassadören Kim Song krävde i FN även att Sydkorea och USA omedelbart upphör med gemensamma militärövningar och att alla vapen riktade mot Nordkorea permanent tas bort, och sade att landet står redo för dialog om så sker.
– Men det är vår uppfattning att det för tillfället inte finns några utsikter om att USA på allvar överväger att tona ner sin fientliga politik, sade han.
Det uttalandet gäller bland annat en sydkoreansk testskjutning av en ubåtsavfyrad ballistisk robot i september.
"Bryter mot resolutioner"
USA fördömer Nordkoreas senaste robottest och kallar den ett hot mot grannländerna samt det internationella samfundet.
"Detta avfyrande bryter mot flera resolutioner i FN:s säkerhetsråd", lyder ett skriftligt uttalande från Washington och fortsätter: "Vårt engagemang för att försvara Republiken Korea (Sydkorea) och Japan är fortsatt järnhårt".
Även Sydkorea har reagerat. Nationella säkerhetskommittén uttrycker sitt "beklagande över avfyringen i en tid då politisk stabilitet på Koreahalvön är oerhört viktig".
De nya robottesterna kan vara ett sätt för Nordkorea att studera Sydkoreas reaktion och grannens vilja att förbättra relationen, enligt professor Yang Moo-Jin vid ett universitet för Nordkorea-studier i Seoul.