全面深入开展合作交流是北大工学院建设国际一流工学院的基本方针之一。自重新组建以来，工学院积极开展与国内外优秀院校的富有成效的合作，与 20 余个国家和地区的院校建立了良好的交流合作关系。代表性的项目包括:

• 北京大学 - 美国佐治亚理工学院 / 美国埃默里大学“生物医学工程”联合博士培养项目,以及北京大学-佐治亚理工学院材料科学与工程联合博士培养项目（目前国务院学位办公室在全国仅批准设立了这两个联合博士培养项目）;

• Globex项目是北京大学工学院和多所世界知名大学工学院之间达成的关于学生交换学习和合作研究的项目。此项目旨在加深北大工学院与其它多所世界著名大学工学院之间的合作关系，为优秀的工科学生和教师提供一个很好的全球教育交流和研究交流的实践平台。目前共有包括北京大学、清华大学、斯坦福大学、特拉华大学、马里兰大学、多伦多 大学、横滨国立大学、香港大学、新加坡国立大学、南加州大学、普林斯顿大学、智利国家科学技术研究委员会(CONICYT)等来自 7 个国家（地区）的 12 所高校（机构）加 入此项目。Globex 项目形式包括“Globex 教育”以及“Globex 设计”。通过与斯坦福大学、加拿大多伦多大学、新加坡国立大学等国外名校、以及与波音、斯伦贝谢等国际知名企业联合设立的“跨文化设计”(Cross-Culture Design)、“顶点设计”(Capstone Design)等项目,促进了不同文化背景下学生的相互理解和交流,推动了学生知识创新与 技术创新的融合 ;

• 与美国南加州大学Viterbi工学院合作的i-Podium及世界课堂为各种可能的国际教育交流提供了很好的平台；

• 学院每年举办超过 100 场的高水平学术报告会，让学院的师生能及时了解世界科技动态及零距离体验世界级大师的风范；

工学院每年派出教员 150 余人次出国(境)参加高水平国际会议，进行科研合作研究等；

工学院也是海外高校、知名企业及学生十分关注的学院,自 2005 年以来，学院已接待不同国家和地区来访的代表团 100 余个，其中包括多家国际知名高校与企业代表团。