A atuação internacional do MCT reflete uma longa tradição brasileira de estabelecimento de  relações diplomáticas e de cooperação internacional que, a partir dos anos 60 e 70, intensifica-se com o estabelecimento de mecanismos de cooperação no campo científico e tecnológico. A partir de então, vários acordos científicos são firmados, em especial sobre usos pacíficos de energia nuclear. Nessa época foram assinados acordos com a Tchecoslováquia (1961), hoje República Checa, Itália (1963), Portugal, Alemanha e França (1968), e com os Estados Unidos (1960).

A partir das décadas de 70 e 80, o foco da política brasileira de cooperação internacional em C & T passa a privilegiar a aproximação com países latino americanos, africanos e asiáticos, refletindo o redirecionamento da política externa brasileira e o fortalecimento das relações Sul-Sul. É dessa época a abertura de embaixadas e missões diplomáticas em vários países na África, por exemplo. Os acordos científicos firmados à época, em sua maioria, tinha como foco a formação de recursos humanos.

Desse período mencionado são os acordos com os seguintes países latino americanos: Equador (1970); Colômbia, (1972); Paraguai e Bolívia (1973), de cooperação científica; Chile, de cooperação científica, nuclear e espacial, em 1974; Uruguai em 1975, de cooperação científica; e Venezuela (1977), de ciência e tecnologia. Com o Peru, embora tenha sido assinado um acordo de cooperação no campo dos usos pacíficos da energia nuclear em 1966, o mesmo somente entrou em vigor em 1977. Nos primeiros anos da década de setenta, acordos de cooperação técnica e científica foram firmados com países africanos, entre estes destacam-se: Egito, Costa do Marfim e Togo, em1973; Gabão, assinado em 1975, somente entrou em vigor em 1981; Cabo Verde, de 1977; e Congo, em 1976.

As diretrizes políticas para a cooperação internacional definidas no PAC 2007-2010, visam o estabelecimento de parcerias, com foco na geração e uso do conhecimento, e na estruturação e funcionamento dos sistemas especializados que coordenam, financiam e regulam a C,T & I, e nos mecanismos que produzem inovação.

O MCT estabeleceu como meta “aperfeiçoar e dinamizar a gestão dos instrumentos de cooperação, diversificar e expandir as parcerias estratégicas tanto com países desenvolvidos como com países em desenvolvimento, ampliando a cooperação em C,T & I, no plano bilateral e no plano multilateral, com ênfase na América do Sul e África, e especialmente com os países de língua portuguesa”.

As parcerias que visam a fronteira da ciência, com o apoio a projetos integradores de redes temáticas em áreas consideradas estratégicas na cooperação bilateral e a demanda espontânea de pesquisadores, determinam as cooperações que se estabelecem no âmbito do MCT. O processo em questão inclui também outros Ministérios com interesse nos programas cooperativos, agências de fomento, e entidades credenciadas para a cooperação internacional, e contam sempre com a participação do MCT e do MRE.

A coordenação dos trabalhos de cooperação internacional no âmbito do MCT está a cargo da Assessoria de Assuntos Internacionais. Para a realização das ações de cooperação de ciência e tecnologia previstas na política externa brasileira a ASS IN/MCT conta com parceiros tanto no âmbito interno, em que se destacam as diversas Unidades do MCT, como externos, como o MRE, responsável pela coordenação da política externa brasileira,  outros órgãos federais e instituições de reputada excelência como a EMBRAPA, a FIOCRUZ, dentre outras, e com instituições como a Academia Brasileira de Ciências (ABC), com especial participação tanto na formaulação das políticas para o setor de C&T como na execução de programas internacionais de que o MCT participa.