在国际合作方面，我所已先后与国外15个实验室建立长期合作关系，每年约有40人次进行互访和学术交流。我所与澳大利亚联邦科学院开展RNAi等合作研究；与西澳大学闫桂军实验室开展棉属分类与进化研究的合作；与荷兰瓦赫宁根大学开展棉花高效栽培与病虫害防治研究；与印度棉花协会开展品种交换；与越南、巴基斯坦开展杂交棉利用、人员培训合作；从巴西引进资源，合作开展线虫研究；与塔吉克斯坦农业大学签署战略合作协议；与巴基斯坦信德农业大学签署农业科技研究的合作备忘录；与美国德州理工大学签订了战略合作协议；在吉尔吉斯斯坦组建了中亚综合试验站；从非洲各国引进种子资源，与隆戈大学签署合作备忘录。
  　在引进国外智力资源方面，我所聘请美国农业部南方平原研究中心的R.Kohel博士和John　Yu博士，美国德克萨斯农工大学David　Stelly教授，原美国加州大学Davis分校Wilkins教授，原堪萨斯州立大学M.Stewart教授为我所客座教授，聘任美国新墨西哥州立大学的张金发教授为中国农业科学院一级岗位人才。此外，通过弹性引智策略，德州理工大学Hong　Zhang教授、VenugopalMendu博士、Glen　Ritchie副教授先后与我所棉花抗逆遗传改良创新团队和轻简化植棉创新团队签订了聘用合同。
    在国际学术交流方面，我所举办（承办）重要国际会议2次。其中：国际棉花基因组大会（2008年7月）有来自中国、美国、印度、澳大利亚、法国、巴西、巴基斯坦等12个国家260余名棉花科学家或会议代表；第十二届全国植物基因组学大会（2011年9月）有国内外500多名知名专家和学者；另外，还举办了第四届亚洲棉花研究与发展大会（2008年9月，150人）等重要学术会议。此外，加大与国外专家学术交流，每年邀请10余名来自美国、加拿大、澳大利亚、巴西、巴基斯坦等国的专家来我所交流合作，每年委派20余名科研工作者赴国外在棉花种质资源、作物遗传育种、生物技术、作物栽培与生理生态及病虫害防控等领域开展学术交流或合作研究。