Il CNR aderisce a numerosi Programmi Internazionali fra i quali si ricordano:

• HFSP, Human Frontier Science Program, nel settore delle Scienze della vita, al quale aderiscono i Paesi scientificamente più avanzati
• W3C, World Wide Web Consortium, un consorzio internazionale, fondato nel 1994, che opera per definire gli standard web. Il CNR ospita l'Ufficio Italiano W3C (www.w3c.it)
• ERCIM, European Research Consortium of Informatics and Mathematics, che ospita la sede europea del W3C. Si tratta di un consorzio, costituito nel 1988 con 20 Paesi membri, al quale il CNR ha aderito nel 1992, che si propone come rete aperta di centri di eccellenza nei settori delle scienze e tecnologie dell'informazione e della matematica applicata.
• IODP, International Ocean Drilling Program. Iniziato nel settembre 2003, è dedicato alla ricostruzione della storia e della struttura della Terra mediante lo studio di sedimenti e di rocce in ambiente sottomarino. Naturale evoluzione del Programma ODP (avviato nel 1986), IODP prevede la costruzione di una nave da perforazione e di una piattaforma oceanica per l'esplorazione dei fondali marini
• Programmi oceanografici, nei quali il CNR è impegnato con le proprie navi "Urania", "Dallaporta", "Maria Grazia", con la piattaforma oceanografica "Acqua-Alta", e la boa meteo-oceanografica "Odas Italia 1".

Inoltre il CNR partecipa a grandi infrastrutture di ricerca internazionali, quali:

• ISIS, Sorgente Neutronica Pulsata, presso il Rutherford Appleton Laboratory, U.K. Si tratta della Sorgente a spallazione di neutroni più intensa al mondo, alla quale il CNR partecipa dal 1985 in base ad un accordo di collaborazione con il CCLRC, Council for the Central Laboratory of the Research Council, per l'utilizzo della sorgente ISIS e la progettazione e la realizzazione, da parte degli Istituti CNR, dello strumento NIMROD, finalizzato all'indagine dei materiali
• ILL, Sorgente Neutronica Continua, presso l' Institut Max Von Laue - Paul Langevin, Grenoble, Francia. Dal 2005 il CNR è titolare di un accordo con l'ILL per l'utilizzo del reattore per spettroscopia di neutroni più intenso operante nel mondo per ricerche multidisciplinari in settori quali biologia, bioetica, farmacologia, chimica, fisica, geologia, ingegneria
• ESRF, Sincrotrone Europeo, Grenoble, Francia
• ELETTRA, Synchrotron Light Laboratori, Trieste, Italia
• VLBI, Very Long Baseline Interferometry
• THEMIS, Telescopio Eliografico, Tenerife, Isole Canarie, Spagna

Le Stazioni scientifiche del CNR sono:

• DIRIGIBILE ITALIA, in Artico, Ny Alesund, 79° N parallelo, Norvegia
• BAIA DI TERRANOVA e CONCORDIA STATION , (la stazione italo-francese nota anche come "Dome C"), in Antartide
• EVEREST - K2, la Piramide CNR in Nepal

Fra i Progetti internazionali più recenti, nei quali il CNR è direttamente impegnato, si ricordano:

• l'European Mutant Mouse Archive (EMMA), un polo di ricerca internazionale in bio-medicina, operante da circa 10 anni presso l' Area di Ricerca CNR di Monterotondo - Roma
• il Museo virtuale di Baghdad,un'iniziativa, in collaborazione con il MAE, che ha realizzato la ricostruzione virtuale del Museo di Baghdad, seriamente danneggiato durante i recenti drammatici avvenimenti che hanno avuto luogo in Iraq, consentendo di poter continuare a "visitare" un museo che raccoglie testimonianze di una delle più antiche civiltà della storia dell'umanità (www.virtualmuseumiraq.cnr.it).