学院坚持推行国际化发展战略，与学科共建单位一起先后与英国牛津大学、美国密歇根大学、日本东北大学等国际著名大学开展合作，建立了“材料复合新技术国际联合实验室”和“环境友好建筑材料国际联合实验室”2个国际联合实验室以及“材料复合新技术与先进功能材料学科创新引智基地”“功能薄膜新材料的先进制备技术及工程应用学科创新引智基地”“环境友好建筑材料学科创新引智基地”“生命复合材料理论与应用技术学科创新与引智基地”“新能源汽车科学与关键技术学科创新引智基地”“数据驱动功能材料的智能设计方法与新材料创制学科创新引智基地”6个“111学科创新引智基地”（国家外国专家局和教育部）。2009年以来，与世界著名大学建立了9个联合实验室，联合承担重大国际合作项目22项，总经费5600万元，联合培养研究生40余名，联合发表SCI论文300余篇。主办有影响的国际会议20余次，包括第35届国际热电会议、第13届国际非晶态固体物理会议、《自然》能源材料国际会议、2018微纳功能材料国际论坛、世界大学材料科学与工程领导论坛和2019《自然》太阳能燃料国际会议等。积极推进优秀学生国际交流项目，与澳大利亚Monash大学、英国伯明翰大学、新加坡国立大学、香港中文大学等10余所知名高校开展常态化交流活动，2023年有超100名学生参与交流活动。