De nieuwe overeenkomst volgt op een baanbrekend seizoen waarin Arteta de zevende titelwinnende manager van Arsenal werd, nadat hij de club naar hun 14e kampioenschap en vierde Premier League-titel leidde.
Arsenal co-voorzitters Stan en Josh Kroenke zeiden dat ze enthousiast waren om hun relatie met Arteta voort te zetten en prezen zijn begrip van de waarden van de club.
"We delen een speciale band met Mikel. We zijn zo trots op alles wat we hebben bereikt sinds hij in 2019 terugkeerde naar de club," zeiden ze.
"Hij heeft een diep begrip van de waarden van Arsenal en draagt deze in zijn hart. Hij weet wat deze club betekent voor iedereen die ermee verbonden is en is vastbesloten om voort te bouwen op alles wat we samen hebben bereikt."
Chief executive Richard Garlick zei dat Arsenal een winnende periode met Arteta wilde creëren en wilde blijven werken aan de langetermijnambities van de club.
"Mikel heeft het geloof, de vastberadenheid en het begrip van wat nodig is om hier iets opmerkelijks en blijvends op te bouwen, en we zijn enthousiast om die reis samen voort te zetten," zei Garlick.
Arteta zei dat hij zich bevoorrecht voelde om bij Arsenal te blijven werken en beschreef de club als uniek.
"Het is een voorrecht om mijn toekomst aan de club te verbinden en om samen te werken met uitzonderlijke mensen die het beste voor Arsenal willen," zei Arteta.
"We hebben al een speciale band opgebouwd en herinneringen gecreëerd die een leven lang meegaan, en wat zo opwindend is, is dat dit pas het begin is van wat we samen kunnen bereiken."
Arteta voegde eraan toe dat de nieuwe overeenkomst een trots moment was voor zijn familie en bedankte de Kroenkes en Arsenal-supporters voor hun steun.
"Dit is zo'n trots moment voor mij en mijn familie. Ik voel de liefde en respect van onze fantastische supporters, en zij hebben het mijne - en dat van ons - in ruil daarvoor," zei hij.
Arteta heeft 361 wedstrijden in alle competities geleid en heeft een winstpercentage van 62,05 procent, het beste van alle fulltime managers in de geschiedenis van Arsenal.
Zijn coachingstaff heeft ook nieuwe contracten getekend die in lijn zijn met de duur van de overeenkomst van de manager, onder voorbehoud van voltooiing van de vereiste regelgevende processen.