开展广泛的国际学术交流和合作，聘请荷兰皇家艺术和科学院院士Arons教授领衔“壳牌清华化学工程”讲席教授团组，聘请国际着名专家为团组成员，为学生开设前沿课程讲座，并深入交流。与国际知名大学联合培养研究生，与东京工业大学联合交换培养研究生，学生到国际知名企业实践，接受默认本大学的学生实习。与Shell、P&G、LG、德国汉高、日立化成等国际知名企业开展合作。
近5年来，国际合作研究经费约2900万元，合作项目近百项，设立LG Chem-Tsinghua联合实验室。主办国际和全国学术会议14次，如国际过程系统工程会议、中美化学工程学术会议、国际溶剂萃取会议、中美日化工学术会议、中日先进高分子材料研讨会、国际燃料酒精技术交流会等。邀请国际知名教授讲学、访问560人次，教师参加国际会议或合作研究交流190人次。
