Важна част от научно-изследователската и научно-оперативната дейност на Института е международното сътрудничество. То е насочено в следните направления:

• Съвместни публикации с чуждестранни учени – между 15-20 % от публикуваните статии в Института са с чуждестранно участие.
• Съвместна издателска дейност – осъществява се чрез участието на чуждестранни учени в редколегиите на списанията, издавани от Института. Учени от НИГГГ участват голям брой редколегии на международни издания.
• Участие в научни мрежи, организации и асоциации – НИГГГ, чрез своите служители и научно-оперативна дейност, участва в редица научни мрежи, като: MagNetE, EU-TecNet, BGSpeleo-RadNet, ProKARSTerra, Mountain Research Initiative, SEEmore, BIOMETNET и GLOCAD2 и CEEPUS, Network for Mountain Research, Ecosystem Services Partnership, South Central and Eastern European Regional Information Network и други.

Учените от Института са членове на над 30 научни организации, сред които са: Международния астрономически съюз, Международния географски съюз, Групата за наблюдения на Земята, GPS консорциума за Източното Средиземноморие и Кавказ; UNAVCO (University NAVSTAR Consortium); Expert Communication System of Preparatory Commission for CNTBT. НИГГГ с неговата Национална сеизмологична служба е пълноправен член на ORFEUS и на Международния сеизмологичен център.

Изграден е и Национален център за данни за България (NDC-BG) към Международния център за данни (IDC), Виена.
НИГГГ е операционен център за анализ на Европейската перманентна GNSS мрежа в дейността по сгъстяването й (проект EUREF Permanent Network Densification).

Институтът участва в международния обмен на данни чрез:

• Обмен на инструментални данни – осигуряване на реално-времеви обмен на сеизмологични данни.
• Обмен на макросеизмични данни.
• Международни проекти – учени от Института участват в изпълнението на съвместни международни изследователски проекти, от които с договори по линия на двустранно сътрудничество с Унгарската и Чешката академии на науките, по РП на ЕС, НАТО, ЮНЕСКО и др., по СOST и по други Европейски и международни програми и фондове.
• Участие в международни научни форуми.