Minst 17 USA-baserade och lokala grupper som fick utländsk finansiering var riktade, enligt aktivister och egyptiska statliga medier.
En tjänsteman sade att åtminstone en av de USA-baserade grupperna opererade utan ordentliga tillstånd.
Det amerikanska departementet sade att det var "mycket oroat" och uppmanade myndigheterna att stoppa "trakasseringen" av de icke-statliga organisationernas personal.
Vissa civilsamhällesaktivister har rapporterat att de anställda hindrades från att ge sig av medan sökandet fortsatte.
"Detta är inte lämpligt i den nuvarande miljön," statliga avdelningen taleskvinna Victoria Nuland sade, tillade att högre amerikanska tjänstemän hade varit i kontakt med egyptiska militära ledare för att uttrycka sin oro över räderna.
Egyptens militär har lovat att undersöka hur demokrati- och människorättsorganisationer finansieras och har upprepade gånger sagt att det inte kommer att tolerera utländsk inblandning i landets angelägenheter.
"Den allmänna åklagaren har genomsökt 17 organisationer i det civila samhället, lokala och utländska, som en del av det utländska finansieringsärendet," officiella nyhetsbyrån Mena citerade åklagarens kontor som säger.
"Sökandet är baserat på bevis som visar brott mot egyptiska lagar inklusive att inte ha tillstånd."
Bland de USA-baserade grupperna finns National Democratic Institute (NDI) och International Republican Institute (IRI), löst associerade med de amerikanska demokratiska och republikanska partierna.
Frihetens väktare
Dokument och datorer har beslagtagits som en del av undersökningarna och en rapport sade att IRI:s dörrar hade förseglats med vax.
Julie Hughes, chef för NDI i Kairo, berättade för BBC att 14 medlemmar av säkerhetsstyrkorna hade dykt upp på sina kontor.
"De kom in och bad oss alla att samlas i ett rum, att lämna bärbara datorer på våra skrivbord, och öppna och tillgängliga," sade hon.
"De gick runt i rummet från dator till dator och tittade igenom filer och samlade sedan ihop dessa datorer, och sedan ungefär fyra och en halv timme senare stack de."
Båda de demokratiska grupperna, som säger att de intar en neutral politisk ståndpunkt, driver program för att utbilda medlemmar av nya politiska partier i demokratiska processer.
Arabiska Centret för oberoende av rättvisa var också bland dem som utreds, dess chef, Nasser Amin, berättade AFP.
Det civila samhällets grupper har ilsket reagerat på räderna.
"[f.d. president Hosni] Mubaraks regim vågade inte genomföra sådana metoder före upproret", sade det arabiska nätverket för information om mänskliga rättigheter i ett uttalande.
Gruppen sade att myndigheterna "uppmanar till att skrämma aktivister och rättighetsförespråkare, klamrar sig i munnen och frysa deras verksamhet till stöd för de mänskliga rättigheterna och mot förtryck och tortyr".
Nobels fredspristagare och den egyptiske reformisten Mohamed ElBaradei sade att alla försök att kväva sådana grupper säkert skulle slå tillbaka.
"Mänskliga rättighetsorganisationer är väktare av den nya friheten. Ansträngningar att kväva dem kommer att bli ett stort bakslag," skrev han på sitt Twitter-konto.
Egyptiska soldater och poliser har plundrat icke-statliga organisationers kontor i Kairo.