实验室一直注重开展广泛的国内外交流与合作，将多种形式的国内外合作与交流和实验室的科研实践活动与人才培养有机结合起来。这种合作不但是了解国内外环境学科前沿发展的重要途径、提升自身学术水平和人才培养质量的重要举措，也是展示实验室研究实力和成果的重要渠道。

国内合作方面，实验室人员主持或参与了几十项有多个国内单位参与的国家科技重大专项、“973”计划（国家重大科学研究计划）、“863”计划、国家公益性行业科研专项等项目或课题，这些项目或课题执行过程中，增进了沟通，密切了合作。主办/承办了多次不同规模的全国性学术会议；邀请国内专家几十次到实验室开设环境科学前沿研究相关的系列讲座和专题报告，扩大了重点实验室的影响，增进了相互了解，促进了学术交流和科研合作。

国际合作方面，实验室承担了两项分别与美国和日本合作的国家自然科学基金委重大国际合作项目，一项科技部和日本学术振兴会共同资助的国际科技合作项目；主办/承办了多次全球性或双边国际会议，特别是发起了多国参与的“亚洲沙尘与海洋生态系统”研究计划，举办了系列研讨会，2014年已延续至第七届；与英国东英吉利大学建立了合作研究与本科生、研究生联合培养机制，共同举办了系列学术研讨会；教师出国学习、进修、参加会议和进行合作研究100余人次；在国际会议上做特邀/专题报告10余人次；接待国内外来访的科学家50余人次，营造了良好的学术气氛，有力推动了实验室的发展。