中心在国内青少年科技教育工作的基础上，与国际青少年科技活动的组织机构进行双向交流。每年选拔国内优秀青少年科技爱好者赴海外参加科技比赛和交流活动，获得多个国际奖项。同时，邀请海外青少年参加国内的青少年科技活动，提升我国青少年科技活动的国际影响力。

　　英特尔国际科学与工程大奖赛（Intel International Science and Engineering Fair）

　　每年5月有来自全球70多个国家和地区的约1500名青少年参加，该赛事是世界上规模最大、等级最高的面向9-12年级学生的科技竞赛,素有全球青少年科技竞赛“世界杯”美誉，竞赛涵盖17个学科。自2000年起，已经有373名中国学生携265个项目参加了这一赛事，并赢得了215个奖项。同时，中国科协自2004年起在这项比赛中设立“中国科协主席奖”。

　　欧盟青少年科学家竞赛（The European Union Contest for Young Scientists）

　　由欧盟委员会于1989年发起，由欧盟科研与创新总署管理，旨在促进青少年科学家之间的合作与交流，引导他们未来从事科技方面的工作。比赛主要面向欧盟成员国和其它欧洲国家的高中及大学一年级学生，中国与日本、韩国、加拿大、美国等8个国家作为国际特邀国家参赛。中心从2002年开始组团参加此项比赛。

　　国际可持续发展项目奥林匹克竞赛（The International Sustainable World Project Olympiad (Energy, Engineering, & Environment）

　　国际可持续发展项目奥林匹克竞赛（能源、工程、环境）是一项面向9-12年级学生的科学赛事，其目标是就全球可持续发展所面临的挑战，激发学生的兴趣和意识，帮助学生把握相关议题，探寻解决问题的可行性方案，引起青少年关注，加快世界可持续发展进程。每年约有来自60个国家及地区的1600余名选手参加，中心从2010年开始组团参加该项比赛。

　　伦敦国际青少年科学论坛（London International Youth Science Forum）

　　自1959 年起，英国文化协会在英国政府的支持下，每年主办一届“伦敦国际青年科学论坛”，每年选择在一所英国的高校举办，约有350位（17—21岁）来自50个国家和地区的学生参加。每届论坛都有一个主题，活动内容包括前沿科学家的讲座和演示，参观工业基地、研究中心、科学机构和组织、世界一流的实验室和大学。中心从2003年开始组团参加此项活动。

　　日本超级理科高中学生展示活动（Super Science High School(SSH) Student Fair）

　　活动开始于2004年，由日本文部科学省和日本科技振兴机构共同主办，面向日本“超级理科高中计划”的项目学校、旨在激发学生兴趣，崇尚科学，严谨治学，善于探究，提高学生创新能力的一项重要竞赛活动。从2011年开始，中心受邀组团参加此项活动。

　　丹麦青少年科学家竞赛（National Danish Science Fair Unge Forskere(Young Scientists)）

　　活动创办于1989年，由丹麦教育部主办、丹麦科学工厂承办，面向丹麦全体中小学生（21岁以下），涵盖化学、环境、生物、数学、物理学、医学、工程学、生物化学、信息学等多个学科。中心从2006年开始派队参加该竞赛。

　　美国科学教师学会年会（National Science Teachers Association Conferences）

　　美国科学教师协会成立于1944年，致力于科学教育的改造与创新，在美国拥有广泛的影响，是美国《新一代科学教育标准》制定和推广的主要力量之一。美国科学教师协会每年举办1次全国年会和3次区域会议，每次会议围绕一个主题开展，包括数百场主题报告、讲座、工作坊和短期课程，以及全美著名教具供应商、出版商、教育机构、相关机构和组织参加的科学教育展览。