Samtliga har kommit till makten genom statskupper de senaste åren och har riktat stark kritik mot väst och framför allt Frankrike, som de anser har för stort inflytande i den västafrikanska regionen.
Sammanträdet för ledarna i den nya koalitionen är det första toppmötet sedan samtliga tidigare i år lämnat den västafrikanska samarbetsorganisationen Ecowas, som reagerat kraftigt mot kupperna och försökt påverka utvecklingen med bland annat sanktioner.
Sahelstaternas allians bildades i förra året, men samarbetsavtalet mellan de tre länderna skrevs under på lördagen.
— Våra folk har oåterkalleligen vänt ryggen åt Ecowas, säger Nigers styrande general, Abdourahamane Tiani till sina kolleger: Burkina Fasos Ibrahim Traoré och Malis Assimi Goïta, vid toppmötets invigning i Nigers huvudstad Niamey.